金屬材料與熱處理的關系探析

王云霞

（晉城技師學院，山西 晉城 048000）

我國是較早運用金屬材料的國家之一，隨著相關技術的進一步發展及市場的實際需求，金屬材料及熱處理技術有了進一步提升，為我國工業化快速發展起到了巨大的推進作用，涉及到具體發展內容上主要包括石油化工、航天航空及冶金等[1]。

同時，這些行業的快速發展，也是我國金屬材料及熱處理技術提升的一個重要標志。伴隨現代技術的不斷更替，人們對于金屬制品也提出了更高的要求，具體到實際生產過程中，熱處理工藝的選擇與金屬材料有著密切的聯系，因此，要想獲得良好的生產工藝效果，則要科學處理好金屬材料與熱處理之間的工藝關系，并在實際產品制作中做好科學的判斷。

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合一起，獲得形變強化與相變強化一種獨特的生產工藝的方式。

（2）熱處理工藝的優勢。熱處理工藝的相關內容主要涉及以下內容，如真空熱處理、可控氣氛熱處理、表面氣相沉淀技術以及形變熱處理等[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氣相沉淀，其中物理沉淀被稱之為真空鍍膜法，主要內容包括真空濺射、蒸發以及離子鍍等。化學沉淀則是通過化學反應，在工件上沉積成膜的一種方式，在實際生產過程中，要得到不同的非金屬技術以及化合物的鍍層，多采用化學沉淀的方式。

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，產生的永久變形的能力。在實際金屬產品應用中，當受到外力作用時，金屬材料的長度及橫截面都會發生不同程度的變化，其延展性及收縮性較好，則表示該金屬材料的塑性越強，即該金屬在實際使用中能夠承受更大強度的變形及外力作用[3]。因而，對于塑性材料較好的金屬產品，不僅具有較好的使用價值，而且在工作中由于受力過大而產生明顯塑性變形，使材料的使用更安全。

（2）硬度。當金屬材料在受到外力作用力時，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。同時，金屬材料的硬度與其具有的塑性也具有一定關系，當金屬材料的硬度越高、強度越大，則其塑性也就越差，這表示其具有的抗變能力越強。

（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應的。金屬材料在實際應用過程中，會不可避免受到不同程度的腐蝕，主要涉及到應力腐蝕、縫隙腐蝕及均勻腐蝕幾種形態。這個過程中，金屬材料的受腐蝕性情況越小，代表其耐久性就越強。

3 金屬材料與熱處理之間的關系

（1）金屬材料切削性能與熱處理預熱之間的關系

具體到生產過程中，為了有效提升產品的質量，熱處理與切削環節要有效結合起來，同時，不同環節的生產者也需要做好相應的溝通。切削環節由于生產中供給的條件不同，生產金屬材料也會產生不同的粗糙度，這主要是根據切削條件、工具、加工材料以及金屬的屬性等因素決定的。往往在生產中，提前對于焊接毛坯、半成品等做好預熱工序，能夠有效降低加工以及冶金等環節存在的產品缺陷，從而保證產品的質量。

同時經過預熱處理的產品，能夠將相關后序工藝發揮到最佳狀態，在產品生產中精確度、切削變形度及性能方面都能得到很大程度的提升。在實際生產過程中，不同種類的金屬材料，其硬度范圍也都對應著相應的切削性能，如這個過程中沒有根據相關要求進行加工，則很容易出現粘刀情況。究其原因是毛坯材料的硬度不足從而導致生產中出現大量的積屑瘤所引起的，而這種情況出現的直接弊端是讓產品粗糙度變差。

（2）金屬材料斷裂韌性與熱處理溫度之間的關系

一般而言，在常規環境下不同的金屬材料也具有不同的性質，其主要體現于尺寸穩定性及裂紋的數量上。容易產生裂紋的材質，在長時間外力作用下，很容易就會斷裂。如果金屬材料中，金屬晶體的位錯較少，那么金屬的強度則相應較高，金屬在實際應用中不容易斷裂。

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

（3）金屬材料應力腐蝕與熱處理應力之間的關系

在特定狀態下腐蝕環境及拉伸力的共同作用，則容易引發金屬材料的脆性破壞，也就是常說的應力腐蝕開裂。焊接過程中金屬產生了殘余應力，殘余應力會引發腐蝕開裂應力。

金屬材料內部性能及組織在冷卻及加熱的情況下，會發生很大的變化，相應的改變也會引發熱應力。

金屬材料的中心部位，在不同的冷熱環境作用下，也會產生熱應力。

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

4 結語

在當今工業化快速發展的今天，金屬材料的熱處理技術是不可缺少的一項內容，該項技術的快速發展能夠讓金屬零部件的使用性能大大提高。同時，在實際工業產品生產中，相關工作人員也需要在操作環節中，對于相關材料與熱處理關系把控好精確度，從而使該項技術能夠切實服務于人們日常生活。