金屬材料與熱處理的關(guān)系探析

王云霞

（晉城技師學(xué)院，山西 晉城 048000）

我國是較早運(yùn)用金屬材料的國家之一，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及市場的實(shí)際需求，金屬材料及熱處理技術(shù)有了進(jìn)一步提升，為我國工業(yè)化快速發(fā)展起到了巨大的推進(jìn)作用，涉及到具體發(fā)展內(nèi)容上主要包括石油化工、航天航空及冶金等[1]。

同時(shí)，這些行業(yè)的快速發(fā)展，也是我國金屬材料及熱處理技術(shù)提升的一個(gè)重要標(biāo)志。伴隨現(xiàn)代技術(shù)的不斷更替，人們對(duì)于金屬制品也提出了更高的要求，具體到實(shí)際生產(chǎn)過程中，熱處理工藝的選擇與金屬材料有著密切的聯(lián)系，因此，要想獲得良好的生產(chǎn)工藝效果，則要科學(xué)處理好金屬材料與熱處理之間的工藝關(guān)系，并在實(shí)際產(chǎn)品制作中做好科學(xué)的判斷。

1 熱處理工藝的定義

（1）熱處理新工藝。形變熱處理是將塑性變形與熱處理有效結(jié)合一起，獲得形變強(qiáng)化與相變強(qiáng)化一種獨(dú)特的生產(chǎn)工藝的方式。

（2）熱處理工藝的優(yōu)勢(shì)。熱處理工藝的相關(guān)內(nèi)容主要涉及以下內(nèi)容，如真空熱處理、可控氣氛熱處理、表面氣相沉淀技術(shù)以及形變熱處理等[2]。

（3）熱處理工藝氣相沉淀分類。熱處理工藝中氣象沉淀的分類主要分為兩種，即物理氣相沉淀及化學(xué)氣相沉淀，其中物理沉淀被稱之為真空鍍膜法，主要內(nèi)容包括真空濺射、蒸發(fā)以及離子鍍等。化學(xué)沉淀則是通過化學(xué)反應(yīng)，在工件上沉積成膜的一種方式，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，要得到不同的非金屬技術(shù)以及化合物的鍍層，多采用化學(xué)沉淀的方式。

2 金屬材料的特性

（1）塑性。塑性是指金屬材料在外力作用下，產(chǎn)生的永久變形的能力。在實(shí)際金屬產(chǎn)品應(yīng)用中，當(dāng)受到外力作用時(shí)，金屬材料的長度及橫截面都會(huì)發(fā)生不同程度的變化，其延展性及收縮性較好，則表示該金屬材料的塑性越強(qiáng)，即該金屬在實(shí)際使用中能夠承受更大強(qiáng)度的變形及外力作用[3]。因而，對(duì)于塑性材料較好的金屬產(chǎn)品，不僅具有較好的使用價(jià)值，而且在工作中由于受力過大而產(chǎn)生明顯塑性變形，使材料的使用更安全。

（2）硬度。當(dāng)金屬材料在受到外力作用力時(shí)，其具有的抵抗塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為硬度，這是金屬材料的一個(gè)重要特性。一般而言，金屬材料的硬度越高，則表示其抵抗變形力越強(qiáng)。同時(shí)，金屬材料的硬度與其具有的塑性也具有一定關(guān)系，當(dāng)金屬材料的硬度越高、強(qiáng)度越大，則其塑性也就越差，這表示其具有的抗變能力越強(qiáng)。

（3）耐久性。金屬材料的耐久性，是與金屬材料的受腐蝕情況相對(duì)應(yīng)的。金屬材料在實(shí)際應(yīng)用過程中，會(huì)不可避免受到不同程度的腐蝕，主要涉及到應(yīng)力腐蝕、縫隙腐蝕及均勻腐蝕幾種形態(tài)。這個(gè)過程中，金屬材料的受腐蝕性情況越小，代表其耐久性就越強(qiáng)。

3 金屬材料與熱處理之間的關(guān)系

（1）金屬材料切削性能與熱處理預(yù)熱之間的關(guān)系

具體到生產(chǎn)過程中，為了有效提升產(chǎn)品的質(zhì)量，熱處理與切削環(huán)節(jié)要有效結(jié)合起來，同時(shí)，不同環(huán)節(jié)的生產(chǎn)者也需要做好相應(yīng)的溝通。切削環(huán)節(jié)由于生產(chǎn)中供給的條件不同，生產(chǎn)金屬材料也會(huì)產(chǎn)生不同的粗糙度，這主要是根據(jù)切削條件、工具、加工材料以及金屬的屬性等因素決定的。往往在生產(chǎn)中，提前對(duì)于焊接毛坯、半成品等做好預(yù)熱工序，能夠有效降低加工以及冶金等環(huán)節(jié)存在的產(chǎn)品缺陷，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

同時(shí)經(jīng)過預(yù)熱處理的產(chǎn)品，能夠?qū)⑾嚓P(guān)后序工藝發(fā)揮到最佳狀態(tài)，在產(chǎn)品生產(chǎn)中精確度、切削變形度及性能方面都能得到很大程度的提升。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，不同種類的金屬材料，其硬度范圍也都對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的切削性能，如這個(gè)過程中沒有根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行加工，則很容易出現(xiàn)粘刀情況。究其原因是毛坯材料的硬度不足從而導(dǎo)致生產(chǎn)中出現(xiàn)大量的積屑瘤所引起的，而這種情況出現(xiàn)的直接弊端是讓產(chǎn)品粗糙度變差。

（2）金屬材料斷裂韌性與熱處理溫度之間的關(guān)系

一般而言，在常規(guī)環(huán)境下不同的金屬材料也具有不同的性質(zhì)，其主要體現(xiàn)于尺寸穩(wěn)定性及裂紋的數(shù)量上。容易產(chǎn)生裂紋的材質(zhì)，在長時(shí)間外力作用下，很容易就會(huì)斷裂。如果金屬材料中，金屬晶體的位錯(cuò)較少，那么金屬的強(qiáng)度則相應(yīng)較高，金屬在實(shí)際應(yīng)用中不容易斷裂。

因此，為了有效提高金屬的強(qiáng)度，可使用細(xì)化晶粒方法來減少金屬晶體的位錯(cuò)量。而這種工藝的主要原理是，材料在一定的溫度及應(yīng)力作用下，局部錯(cuò)位密度級(jí)別在相應(yīng)條件化也會(huì)產(chǎn)生不同變化，這個(gè)過程中能夠讓錯(cuò)位密度級(jí)別積累到很高的程度，從而讓金屬強(qiáng)度得到提升。由此可見，金屬的強(qiáng)度是可以提高的，而提升工藝的主要因素與溫度關(guān)系密切。

（3）金屬材料應(yīng)力腐蝕與熱處理應(yīng)力之間的關(guān)系

在特定狀態(tài)下腐蝕環(huán)境及拉伸力的共同作用，則容易引發(fā)金屬材料的脆性破壞，也就是常說的應(yīng)力腐蝕開裂。焊接過程中金屬產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力會(huì)引發(fā)腐蝕開裂應(yīng)力。

金屬材料內(nèi)部性能及組織在冷卻及加熱的情況下，會(huì)發(fā)生很大的變化，相應(yīng)的改變也會(huì)引發(fā)熱應(yīng)力。

金屬材料的中心部位，在不同的冷熱環(huán)境作用下，也會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。

在溫度對(duì)于金屬材料體積及收縮不均勻產(chǎn)生的應(yīng)力作用下，金屬材料的中心部位冷卻時(shí)的溫度會(huì)高于表層，而收縮表面則會(huì)小于表層，從而形成金屬材料的中心部位承受拉應(yīng)力。同時(shí)，在熱處理過程中，材料在該過程中各部位也會(huì)出現(xiàn)不同的變化，從而由于體積不同而發(fā)生組織應(yīng)力。

4 結(jié)語

在當(dāng)今工業(yè)化快速發(fā)展的今天，金屬材料的熱處理技術(shù)是不可缺少的一項(xiàng)內(nèi)容，該項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展能夠讓金屬零部件的使用性能大大提高。同時(shí)，在實(shí)際工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，相關(guān)工作人員也需要在操作環(huán)節(jié)中，對(duì)于相關(guān)材料與熱處理關(guān)系把控好精確度，從而使該項(xiàng)技術(shù)能夠切實(shí)服務(wù)于人們?nèi)粘Ｉ睢?/p>