金屬材料熱處理工藝的研究及實際應(yīng)用

向陽 方榮杰 安黎

摘 要：社會進步迅速，我國的工業(yè)行業(yè)的發(fā)展也有了顯著的提高。金屬材料的熱處理工藝在科學(xué)技術(shù)的不懈帶動下取得了長足的發(fā)展。其技術(shù)水平的高低對后期金屬制品的整體質(zhì)量具有不可分割的聯(lián)系，并且由于技術(shù)以及其他因素的影響還可能出現(xiàn)環(huán)境污染以及資源浪費等不良現(xiàn)象。因此，金屬材料熱處理工藝的研究與分析對提升社會經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理工藝;研究;實際應(yīng)用

引言

雖然金屬作為工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的原材料，但它多以單質(zhì)形式存在，需要經(jīng)過深度加工處理才能切實滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，熱處理技術(shù)就能實現(xiàn)這一目標，改變金屬材料的基本性質(zhì)。具體來講，金屬熱處理加熱過程中所改變的是金屬的基本外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過加工也能提升金屬整體性能，所以在金屬熱加工過程中深度分析其熱處理技術(shù)與金屬材料之間的互動關(guān)系是非常有必要的。

1金屬材料熱處理變形的控制策略

1.1合理淬火

在金屬材料熱處理工藝中，淬火是核心內(nèi)容，會對變形產(chǎn)生直接影響。在實際熱處理流程中，要高度重視工藝技術(shù)創(chuàng)新，降低淬火失誤率。一旦淬火介質(zhì)不合理，極易導(dǎo)致金屬材料內(nèi)應(yīng)力失衡嚴重，最終造成變形問題。就淬火介質(zhì)來看，主要包括水和油，因此必須要重視溫度控制，以降低熱處理變形幾率。一般情況下，將水溫控制在55℃-65℃之間，油溫控制在60℃-80℃之間，保證淬火速度合理，改善冷卻效果，確保金屬材料熱處理變形量得到明顯減少。

1.2科學(xué)冷卻

在金屬材料熱處理過程中，需要結(jié)合金屬材料具體性質(zhì)采取有針對性的冷卻方法，保證冷卻的科學(xué)性，才能夠?qū)ψ冃螌嵤┯行Э刂?。金屬材料熱處理以單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級淬火以及等溫淬火等比較常見。單介質(zhì)淬火就是在一種介質(zhì)中冷卻淬火零件，操作簡便，易實現(xiàn)機械化與自動化，工作效率高，但難于控制淬火速度，極易導(dǎo)致金屬材料變形開裂等。雙介質(zhì)淬火是以特殊介質(zhì)為支持實現(xiàn)快速冷卻，淬火零件溫度可迅速下降至300℃，在2-3min保溫處理后，放置于低冷卻速度的介質(zhì)中，實施二次冷卻處理。冷卻速度不同的情況下，冷卻介質(zhì)也存在一定差異。金屬材料熱處理工藝中，冷卻速度過快，會導(dǎo)致內(nèi)部拉應(yīng)力增大，淬透性受到影響，進而加大變形量，因此要科學(xué)選擇冷卻方案，以確保熱處理變形得到有效控制。

2金屬材料熱處理工藝的研究及實際應(yīng)用

2.1熱處理CAD技術(shù)

該技術(shù)是較為新型的金屬材料熱處理技術(shù)，在實施過程中主要是借助計算機信息的優(yōu)勢和特點事先對熱處理工藝進行模擬，并采用智能化和科學(xué)化的熱處理方式對金屬材料進行處理。熱處理CAD技術(shù)在處理金屬材料的過程中，需要歷經(jīng)以下幾個步驟：一是工作人員在計算機終端對熱處理CAD技術(shù)的處理過程進行模擬;二是在準備工作實施完畢后采取針對性的熱處理技術(shù)對金屬材料進行處理，并對金屬材料的處理環(huán)節(jié)進行調(diào)整和完善。CAD技術(shù)在熱處理過程中的有效應(yīng)用，由于其能夠?qū)崽幚磉^程進行計算和模擬，因此對其處理結(jié)果也有一定的預(yù)見性，能夠及時發(fā)現(xiàn)金屬材料在熱處理過程可能存在的問題并采取有效的針對性措施，能夠盡可能降低或許消除金屬材料在熱處理過程存在的問題，降低能耗，有效提升金屬材料的性能。

2.2斷裂韌性

斷裂韌性是衡量韌性較常用的指標，表示材料阻抗斷裂的能力。材料的斷裂力學(xué)承認，材料中存在著由各種缺陷構(gòu)成的微裂紋。在外力的作用下，這些微裂紋的擴展導(dǎo)致材料的斷裂。為避免出現(xiàn)裂縫紋路，可以將金屬晶體內(nèi)部的位置有效錯開，減少錯位數(shù)量，讓金屬材料更加堅硬。強化晶體硬度是控制錯位的重要手段，有利于材料韌性的塑造。在熱處理過程中，要保證足夠的溫度，推動結(jié)晶的形成。如果缺少應(yīng)力、溫度，就難以確保材料減少錯位數(shù)量，不利于結(jié)晶的實現(xiàn)。因此，溫度與金屬熱處理成果具有密切的關(guān)聯(lián)。

2.3表面滲層處理工藝技術(shù)應(yīng)用

表面滲層處理工藝技術(shù)所追求的是基于化學(xué)元素滲入工件表層的金屬工件性能改善處理工藝技術(shù)。在具體操作實踐過程中，它會將工件完全放置于含有氮、碳以及其它合金元素的介質(zhì)中進行綜合加熱處理。在處理過程中確保氮元素、碳元素等等能夠有效快速的滲入到工件表層中，這種滲透技術(shù)所追求的是對工件亮度、光潔度以及耐磨屬性的有效改善。在針對材料的表面滲層處理過程中，可首先采用到化學(xué)熱處理方法，針對金屬材料的表面滲層進行處理調(diào)整，保證提高金屬材料的整體塑韌性，再通過表面滲層處理過程有效提升金屬材料使用率。整個過程對降低材料浪費率把握到位，也能實現(xiàn)對金屬材料生產(chǎn)過程的合理化控制。再者，該工藝所造成生態(tài)污染較少，對周邊環(huán)境的影響相對偏小。

2.4振動時效處理技術(shù)

在金屬材料熱處理的環(huán)節(jié)中有效應(yīng)用振動時效處理技術(shù)實際上就是借助振動頻率加強金屬材料表面的強度、硬度以及材料的穩(wěn)定性。振動時效處理技術(shù)的應(yīng)用并不會對金屬材料的內(nèi)在性能造成影響。在金屬材料的熱處理過程中，相關(guān)工作人員為了增強振動時效處理技術(shù)的實施效果，需要借助先進的計算機技術(shù)對金屬材料的加工工藝進行有效的監(jiān)督與控制，確保振動時效處理技術(shù)的自動化控制。振動時效處理技術(shù)的實施不僅能夠大幅度縮減金屬材料以及金屬制品的生產(chǎn)時間，還能提升金屬制品的質(zhì)量和性能，促進企業(yè)在市場經(jīng)濟中獲得較強的競爭能力。

結(jié)語

在我國機械領(lǐng)域的生產(chǎn)和發(fā)展進程中，企業(yè)管理者為了強化金屬材料的質(zhì)量和性能，逐步引用了熱處理技術(shù)，希望能夠通過這一技術(shù)強化金屬材料的運用效果，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。但是在金屬材料進行熱處理的過程中，會受到各種因素的影響導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)變形，因此，企業(yè)技術(shù)人員就需要借助優(yōu)質(zhì)的淬火技術(shù)、冷卻技術(shù)以及合適的加工技術(shù)，對金屬材料的變形情況予以控制，逐步提升企業(yè)生產(chǎn)效果，優(yōu)化金屬機械的使用性能，為企業(yè)的健康運行和可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，強化熱處理這一工藝的應(yīng)用效果。

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