金屬材料與熱處理的關(guān)系探析

顧振軍

所謂熱處理就是在高溫作用下，把金屬的原有形狀和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，讓其產(chǎn)生新的形狀和擁有新的作用。金屬材料加工的一個(gè)重要技術(shù)就是熱處理技術(shù)，其可以提升金屬材料性能。就此本文結(jié)合當(dāng)前具體工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于金屬材料與熱處理關(guān)系相關(guān)內(nèi)容做下分析，具體如下。

金屬材料;熱處理;工藝;探析

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(chǎng)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。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。

熱處理技術(shù)新舊對(duì)比明顯，并處于不斷創(chuàng)新發(fā)展中。熱處理新工藝技術(shù)主要有以下四點(diǎn)特征。第一，耐磨性能提升。經(jīng)過新熱處理技術(shù)加工的金屬材料耐磨性都有了顯著提升，在測(cè)試時(shí)新舊熱處理技術(shù)的金屬材料所制作的金屬材料抗疲勞性能更佳，能夠更好的滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。第二，抗氧化與抗脫碳性能提升。在新熱處理技術(shù)工作環(huán)境中采用真空熱處理技術(shù)，將即將處理的技術(shù)材料放置于真空無氧環(huán)境中。并適時(shí)注入惰性氣體，減少被加工金屬出現(xiàn)氧化與脫碳情況。第三，減少金屬材料變形。部分金屬材料在熱加工中需要保留預(yù)期加工結(jié)構(gòu)，并增其外形。新熱處理技術(shù)可以基本保持金屬材料外形處于理想狀態(tài)，減少后續(xù)加工工作負(fù)擔(dān)，極大提升了工作效率。第四，環(huán)境污染程度低。現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展更加注重環(huán)保性、科學(xué)性，傳統(tǒng)熱處理技術(shù)工作效率低，廢棄物、污染物也相對(duì)比較多，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定影響?；诖?，在工業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)下應(yīng)用新工藝技術(shù)也就顯得尤為重要。

鋁、銅、鐵是常見金屬材料多以復(fù)合型物質(zhì)存在，幾乎無單質(zhì)形態(tài)，是工業(yè)生產(chǎn)中的主要材料，使用規(guī)模大，規(guī)格、質(zhì)量要求比較嚴(yán)格。合金就是多種金屬材質(zhì)的常見混合狀態(tài)，即使是日常生活中所常說的鐵、銅也不是單物質(zhì)存在，而是由多種元素混合而成。金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定金屬性能，而熱處理技術(shù)可以改變金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其擁有新的性能，滿足金屬原材料使用需求。金屬材料的結(jié)構(gòu)主要包括兩種：空間原子列序與結(jié)構(gòu)原子結(jié)合（公離、共價(jià)等）。金屬材料結(jié)構(gòu)不同對(duì)于其性能有著極大影響。幾種簡(jiǎn)單元素組成新化合物后，其性能、功能也有著極大的差異性。通過熱加工技術(shù)處理金屬材料，其主要原理是通過內(nèi)部升溫與冷卻的方式改變改變材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在此過程中內(nèi)部升溫以及冷卻速度都有著嚴(yán)格要求。尤其在多種元素所組成化合物中，結(jié)構(gòu)改變也是其性能改變。鑒于此在實(shí)際使用中，為了增加金屬材料性能，不僅要從材料本身進(jìn)行研究，更要注重?zé)崽幚砼c金屬材料之間的關(guān)系，以此滿足工業(yè)發(fā)展需求，也為金屬材料熱處理本身提供必要的基礎(chǔ)。

（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(zhǎng)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。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，這個(gè)觀點(diǎn)是針對(duì)材料受到腐蝕的狀況而言的。在具體的操作中，肯定會(huì)受外界條件的嚴(yán)重影響，呈現(xiàn)出各種各樣的腐蝕情況。其中肯定會(huì)有部分金屬受影響很大，相反，一些金屬影響不大，影響小的表明其耐久性就越強(qiáng)。

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

在拉力和腐蝕的條件，很容易造成金屬性能的改變，導(dǎo)致原有金屬形狀發(fā)生變化。在焊接的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生不利金屬材料穩(wěn)定的條件，使金屬再次發(fā)生變化;不管是在那種條件下，過熱或者過冷，都會(huì)造成金屬材料性能的改變。金屬材料的中心部位，在不同的冷熱環(huán)境作用下，都會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)。在外界條件的作用，會(huì)對(duì)金屬材料的外觀以及內(nèi)在影響極大，在其產(chǎn)生的作用下，金屬材料的中心部位冷卻時(shí)的溫度高于外表，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)，在技術(shù)的處理過程中，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。

2.切削性能

金屬材料的切削性能與熱處理技術(shù)關(guān)系密切，可以極大提升其性能熱處理技術(shù)可以改變金屬材料本身的結(jié)構(gòu)硬度以及組織形態(tài)，因此在其金屬材料的硬度需求范圍內(nèi)進(jìn)行加熱以及工藝處理（切割、擠壓），可以使其達(dá)到預(yù)期處理目的，使其處理更加理想的使用形態(tài)，提升性能標(biāo)準(zhǔn)。金屬材料能夠通過新工藝技術(shù)加工提升切削性，使金屬材料外形、結(jié)構(gòu)更加精準(zhǔn)。使用熱處理技術(shù)處理金屬原材料可以改變其原有結(jié)構(gòu)，但如果能夠合理控制其溫度，則能夠得到相對(duì)穩(wěn)定的規(guī)律組織排列金屬材料，滿足工業(yè)生產(chǎn)中的切削需求。

3. 切應(yīng)變性能

熱處理技術(shù)其核心原理是通過溫度轉(zhuǎn)變金屬材料的切應(yīng)變能力，即硬度狀態(tài)、外形等。金屬的這些要素發(fā)生變化，也會(huì)影響其切邊衡量，三者之間屬于相互聯(lián)系。通過分析熱處理技術(shù)與切應(yīng)變性能之間的連接關(guān)系可以得知，金屬材料的切邊衡量并不固定，可以結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)需求進(jìn)行改變。在通過熱處理技術(shù)處理金屬材料時(shí)，其切邊衡量數(shù)值可能會(huì)出現(xiàn)一定誤差，誤差越小則加精準(zhǔn)度則越高。因此在使用熱處理技術(shù)進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)該準(zhǔn)確把握二者之間數(shù)據(jù)聯(lián)系，提升處理技術(shù)水平。

4.韌性性能

在工業(yè)中使用的部分金屬材料硬度不大，但是韌性比較好。這是因?yàn)榇祟惤饘僭跓崽幚磉^程中經(jīng)過熱處理改變?cè)行阅?，通過溫度變化改變?cè)袃?nèi)部結(jié)構(gòu)，使其重新排列成更加穩(wěn)定的序列狀態(tài)，從而提升材質(zhì)金屬韌性。部分金屬材料在熱加工過程中，也會(huì)通過添加其它非金屬材質(zhì)，使其成為復(fù)合材質(zhì)，增強(qiáng)其韌性。熱處理技術(shù)相對(duì)比較復(fù)雜，處理程序也更加完善，金屬材料的各項(xiàng)性能經(jīng)過熱處理后都有了大幅度提升。

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現(xiàn)代社會(huì)是科技社會(huì)、經(jīng)濟(jì)時(shí)代，工業(yè)發(fā)展也更加節(jié)約化、科技化、精細(xì)化。金屬材料作為工業(yè)生產(chǎn)的主要材料，其結(jié)構(gòu)、性能、規(guī)格都影響了工業(yè)生產(chǎn)與加工效果。熱處理技術(shù)作為工業(yè)生產(chǎn)的重要處理技術(shù)，同時(shí)，在工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中，相關(guān)工作人員也需要控制好相關(guān)材料與熱處理之間的精確度，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>

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[1]李春雷.熱處理工藝中溫度及應(yīng)力與金屬材料的關(guān)系探討[J].中國金屬通報(bào)，2018（3）：110，112.

[2]鄭倩.淺談金屬材料與熱處理工藝的關(guān)系[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（15）：130.

[3]王藝璇.淺談金屬材料與熱處理工藝的關(guān)系[J].卷宗，2016，6（3）：296.