探究金屬熱處理在熱能動力工程中的應用

李 歡

（天津京和環(huán)境科技有限公司，天津 300000）

金屬在經(jīng)過熱處理鍛造之后，能夠作為基礎元件在制造之中進行應用，整體應用范圍相對較廣。將熱處理技術(shù)應用到熱能動力工程之中，能夠通過對溫度進行調(diào)整的方式，對金屬內(nèi)部組織形態(tài)進行改良，以便達到對其性能進行有效管控的目標，確保可通過添加其他元素的方式，保證金屬的使用性能，可對金屬工件內(nèi)在質(zhì)量實現(xiàn)切實調(diào)整。整體技術(shù)應用價值相對較高，值得對其應用展開深入性探討。

1 金屬熱處理

1.1 基本狀況

金屬熱處理技術(shù)可以達到對金屬純度進行有效提升的效果，整體處理過程需要嚴格按照工序要求，確保金屬始終能夠處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，能夠滿足金屬質(zhì)量以及效能提升要求。按照處理工藝，金屬熱處理技術(shù)主要可以分為化學熱處理、整體熱處理以及表面熱處理三種。同時，根據(jù)冷卻方法、加熱介質(zhì)以及加熱溫度的差異，每一種類又可以詳細劃分為不同的熱處理工藝，每一種熱處理工藝在應用時都會獲得不同的組織結(jié)構(gòu)，能夠使金屬具備不同性能。作為工業(yè)中應用最廣金屬，鋼鐵的顯微組織相對較為復雜，熱處理工藝在鋼鐵中的應用種類也相對豐富，在我國鋼鐵冶金行業(yè)中有著廣泛應用。

1.2 金屬熱處理優(yōu)勢

在傳統(tǒng)進行開發(fā)時，多數(shù)金屬都處于半加工或未加工的狀態(tài)，金屬自身的化學性質(zhì)以及物理性質(zhì)，會因為內(nèi)部雜質(zhì)的影響而使金屬處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。對其展開熱處理技術(shù)，能夠在提高金屬純度的同時，保證金屬實際使用效能以及整體質(zhì)量。技術(shù)在材料生產(chǎn)加工過程中的應用價值較為突出，其在進行金屬處理過程中，只會對金屬表面化學成分進行調(diào)整，不會完全改變金屬整體形態(tài)，能夠在保證金屬自身固有形態(tài)的基礎上，通過回火以及正火等手段完成熱處理，實現(xiàn)對金屬內(nèi)在質(zhì)量的切實優(yōu)化。同時，在完成退火工藝處理之后，需要將工件加熱到一定溫度再進行冷卻，以便實現(xiàn)對工件硬度的調(diào)整，可達到切實提升其可塑性能的效果，能夠為后續(xù)加工操作開展提供可靠支持。此外，正火手段的應用能夠?qū)M織結(jié)構(gòu)進行細化處理，具備良好切削性能，可為金屬元件使用與加工奠定良好基礎。

1.3 金屬熱處理組成工藝

熱處理技術(shù)能夠在改變工藝性能的同時，確保工件獲得良好使用性能。金屬的熱處理加工主要包括加熱、冷卻以及保溫等幾項步驟，處理加工工藝分為退火、正火、淬火以及回火四項工藝技術(shù)。其中退火工藝會將金屬加熱到相應溫度，在保持該溫度一段時間之后，會通過慢慢冷卻的方式進行處理，該項工藝可以達到提高工件塑形能力，降低金屬硬度的功效，更加有利于冷變形加工以及機械加工開展，能夠?qū)Σ牧锨邢餍阅苓M行優(yōu)化處理；正火工藝會將金屬加熱到臨界點以上溫度，通過在空氣中進行冷卻的方式，完成珠光體類組織加熱處理操作，整體工藝處理更加細致，機械性能優(yōu)化水平也相對較為理想，由于采用的是爐外冷卻模式，所以整體生產(chǎn)效率相對較高；淬火工藝會將金屬加熱到相應溫度之后，對其進行奧氏體化處理，會在冷卻之后展開行貝氏體轉(zhuǎn)換，保證工件表面耐磨性以及堅硬度；回火工藝會將淬火工件加熱到臨界點以下溫度數(shù)值，在經(jīng)過一段時間之后，對其展開冷卻處理，能夠?qū)饘購姸纫约坝捕刃纬捎行Ч芸兀ＷC材料組織的穩(wěn)定性以及堅韌性。

2 金屬熱處理技術(shù)在熱能動力工程中的運用

2.1 涂層技術(shù)

能源浪費問題在熱能動力工程中相對較為常見，導致金屬原件實際效用發(fā)揮受到了直接限制，出現(xiàn)資源閑置的狀況，而動力裝置內(nèi)部也存在著運行效率不理想的問題，鑒于此，需要通過對金屬熱處理技術(shù)進行創(chuàng)新與優(yōu)化的方式，確保技術(shù)能夠在熱力動能工程中發(fā)揮出相應作用，能夠按照金屬熱處理的各項條件，做好熱能動力工程輔助。

涂層技術(shù)可實現(xiàn)對金屬技術(shù)性能的有效優(yōu)化，能夠通過對離子沖擊波的運用，對待加工工件進行直接處理，保證工件的硬度以及強度。會通過對plc系統(tǒng)的運用，為整體操作提供遠程調(diào)動技術(shù)支持，保證涂層技術(shù)能夠得到順利應用，以便對金屬材料達到預期處理效果。

2.2 真空熱處理技術(shù)

熱處理技術(shù)與真空技術(shù)的有機結(jié)合，便是真空熱處理技術(shù)。該項技術(shù)在應用時會營造出低于大氣壓的真空環(huán)境，按照需求完成超真空、低真空以及中等真空等環(huán)境設置，屬于氣氛控制熱處理范疇。此種技術(shù)需要在完全真空的條件下進行，能夠真正實現(xiàn)無脫碳、無氧化以及無滲碳的效果，在具體進行運用時，需要通過對中介煤質(zhì)的運用展開無氧化處理，零部件在處理過程中不會出現(xiàn)氧化問題，滲碳材料溫度也能夠被提升到相應數(shù)值，熱能動力工程生產(chǎn)效率會得到顯著提升，氣體排放量也會被控制在最低。也正因如此，在對該項技術(shù)進行使用過程中，并不需要安裝排氣裝置、點燃器以及火簾裝置，整體工件加工過程會得到切實優(yōu)化，能夠省略一些不必要的步驟，保證設備的利用效率以及整體生產(chǎn)成本。

2.3 新傳感技術(shù)

該項技術(shù)會通過對傳感器的運用，完成對加工各項數(shù)據(jù)的監(jiān)測與分析，從而實現(xiàn)對金屬加工全過程的高效率控制，保證各環(huán)節(jié)加工處理質(zhì)量?，F(xiàn)階段較為常用的技術(shù)設備為氧探頭，在進行加工過程中，會利用該設備對各單元數(shù)據(jù)情況進行收集與整理，能夠?qū)崿F(xiàn)切實縮短加工時間、提升材料基礎性能水平的目標，可以有效規(guī)避輻射以及溫度等對于金屬材料所產(chǎn)生的影響，保證金屬材料性能。

2.4 滲碳技術(shù)

作為金屬性能重要調(diào)節(jié)元素，碳元素的含量會對鋼強度產(chǎn)生直接影響，所以在進行材料處理過程中，需要按照實際要求對滲碳技術(shù)展開科學選擇與應用?，F(xiàn)階段較為常用的滲碳技術(shù)，主要以微波滲碳技術(shù)以及環(huán)乙烯碳技術(shù)為主，其中后一種技術(shù)的應用流程相對較為簡單，會通過進行潔凈清理的方式，避免金屬材料出現(xiàn)臨界氧化問題，能夠達到確實提升金屬硬度，防止材料出現(xiàn)嚴重變形的狀況。而前一種技術(shù)能夠在有效提高整體熱處理效果的同時，實現(xiàn)對碳含量的精準管控，生態(tài)水平優(yōu)勢較為突出，可以實現(xiàn)穩(wěn)定碳循環(huán)的效果，滲碳效率相對較高，能夠為工藝流程發(fā)展性以及持續(xù)性水平提升提供可靠技術(shù)層面支撐。

2.5 薄層滲入技術(shù)

在對熱處理技術(shù)進行應用過程中，研究人員一直在按照技術(shù)使用情況，對技術(shù)應用進行優(yōu)化，技術(shù)得到了良好改造，而具有化學特性的處理技術(shù)也開始得到廣泛應用，薄層滲入技術(shù)就是其中的一種。在對技術(shù)進行應用過程中，會有目的性的在金屬表層內(nèi)部慎入一定量的化學元素，能夠通過對滲入深度以及數(shù)量的控制，對材料性能展開調(diào)整。此種調(diào)整過程的影響因素相對較多，整體影響相對較為復雜，化學元素的滲入量以及滲入深度，并不會達到完全實現(xiàn)預期性能優(yōu)化調(diào)整的效果，可能會因為使用不當而造成材料受到破壞的狀況，所以需要再進行滲入過程中，做好化學元素滲入管控，保證元件性能不會受到負面影響，不會產(chǎn)生熱能污染問題，從而實現(xiàn)理想化薄層滲入應用效果，達到預期對材料進行處理的結(jié)果。

各項技術(shù)應用君具有一定的優(yōu)勢以及不足之處，在具體選擇技術(shù)或?qū)ζ溥M行組合應用過程中，需要按照生產(chǎn)條件以及金屬材料具體情況，合理展開技術(shù)選擇，以便更好地完成熱能動力工程處理任務。

3 處理技術(shù)的應用問題與發(fā)展方向

3.1 應用問題

雖然熱處理技術(shù)的應用優(yōu)勢較為突出，但在具體應用過程中，還是存在著一些問題需要進行優(yōu)化：①精細化管理難度較大。由于我國熱能動力工程生產(chǎn)體系應用時間相對較短，所以在金屬材料精加工方面還處于不斷發(fā)展的階段，熱處理技術(shù)應用具有技術(shù)應用復雜以及精細化管理難度大的特點，生產(chǎn)參數(shù)復雜程度相對較高，且存在著數(shù)據(jù)信息不足的問題，材料熱處理質(zhì)量穩(wěn)定性相對較低，容易出現(xiàn)金屬表面出現(xiàn)磨損等方面的狀況，需要反復進行實驗才能夠投入使用，整體生產(chǎn)成本相對較高；②生產(chǎn)水平相對有限。由于部分金屬材料生產(chǎn)需要在高荷載以及高沖擊的環(huán)境下進行，長期處于高強度的工作狀態(tài)，很容易會使金屬材料出現(xiàn)破裂失效或局部永久性變形等方面的狀況，所以會對金屬材料的使用產(chǎn)生直接影響，整體生產(chǎn)水平與市場的實際要求還存在著一定距離；③金屬材料質(zhì)量存在差異。作為金屬材料驗收重要標準，強調(diào)金屬材料在驗收時，合格率需要超過90%。部分企業(yè)為有效提高材料合格率，會通過使用強壓或補償手段，避免金屬材料在使用中出現(xiàn)變形狀況，但由于生產(chǎn)過程中的金屬材料使用時間相對較長，所以合格率會出現(xiàn)急速下降的問題，需要通過實施參數(shù)調(diào)整的方式保證材料質(zhì)量，無法對可能出現(xiàn)的風險進行準確預判，這對于熱能動力工程而言是極為不利的。

3.2 技術(shù)應用發(fā)展方向

為妥善解決技術(shù)在實際應用中所存在的各項問題，今后技術(shù)發(fā)展會結(jié)合技術(shù)在具體應用中的實際應用情況，按照企業(yè)的生產(chǎn)條件以及整體生產(chǎn)規(guī)劃，制定出較為合理的技術(shù)優(yōu)化方案，確保技術(shù)應用問題能夠得到妥善處理，能夠按照加工工藝特點，更好的展開資源使用。一方面需要對工業(yè)體系進行優(yōu)化與創(chuàng)新，要通過引進自動化以及數(shù)據(jù)化技術(shù)的方式，保證處理過程自控化以及數(shù)據(jù)化水平，確保能夠通過對金屬進行設計預實驗的方式，完成對其匹配性的調(diào)整操作，以便更好地展開金屬材料處理，保證最終處理質(zhì)量；另一方面需要對金屬材料質(zhì)量以及生產(chǎn)水平進行不斷優(yōu)化，要在利用自動化技術(shù)提高生產(chǎn)精細化管理水平的同時，確保能夠按照統(tǒng)一標準對材料質(zhì)量進行管控，保證所使用材料的合格率都能夠超過90%，確保能夠通過對數(shù)字化技術(shù)的合理運用，實現(xiàn)對預期風險的有效判斷，以便達到有效提高整體生產(chǎn)安全水平的目標，保證最終熱處理技術(shù)應用質(zhì)量。

4 結(jié)語

通過本文對金屬熱處理技術(shù)的介紹，使我們對該項技術(shù)基本情況以及應用價值有了更加清晰的認知。技術(shù)人員需要明確認識到，該項技術(shù)在熱動力工程中的應用，能夠為金屬使用以及熱動力工程開展提供可靠支持，可實現(xiàn)對能源消耗問題以及污染問題的有效處理，保證熱動力原材料的整體質(zhì)量，會對熱動力工程開展產(chǎn)生積極影響。技術(shù)人員需要進一步加強對該項技術(shù)應用問題的研究力度，需要以實際應用情況為依據(jù)，制定出針對性較強的技術(shù)應用問題優(yōu)化策略，以便實現(xiàn)對熱處理技術(shù)的高質(zhì)量應用，確保該項技術(shù)能夠在熱動力工程中發(fā)揮出更大的作用與價值。