化工機(jī)械金屬材料組織演變及性能分析

張 宏

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741000）

當(dāng)今社會，隨著我們國家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展，加快了各個(gè)領(lǐng)域的長足發(fā)展，金屬材料的應(yīng)用也到了一個(gè)全新的階段。在這個(gè)背景下，金屬材料相關(guān)單位獲取了較快的發(fā)展，我們的工作和生活都離不開金屬材料，不論是以前還是現(xiàn)在，我們的生活都和金屬有著千絲萬縷的聯(lián)系。當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步離不開對新材料的開發(fā)和應(yīng)用，這就需要對金屬材料組織的演變和性能進(jìn)行分析，金屬材料的種類繁多[1]，性能也是千變?nèi)f化的。金屬材料指金屬元素或以金屬元素為主要構(gòu)成物的金屬材料，其具有金屬特性的材料總的稱呼。金屬材料中又包括純金屬、合金金屬、特種金屬材料和金屬間化合物等。對金屬材料組織演變和性能的分析，有利于在工作和生活中更好的發(fā)揮出金屬材料的性能。

1 金屬材料組織演變分析

金屬材料組織演變是指金屬材料在加熱或者冷卻的過程下，由于溫度變化金屬材料的自由能變化的原因，導(dǎo)致金屬材料發(fā)生劇烈變化的一種表現(xiàn)形式。在升溫過程中，材料組織的結(jié)構(gòu)由體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)，在冷卻過程中呈相反狀態(tài)[2]，加熱或冷卻材料組織變化如圖1。

圖1 金屬材料熱沖壓演變過程

金屬材料組織在演變中，熱沖壓過程占有重要位置，隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，金屬材料也有了新的演變。金屬材料組織演變在大部分熱處理過程中，冷卻速度變化很小，在工業(yè)生產(chǎn)中被長期使用，獲取方法相對簡單。對于金屬材料非擴(kuò)散型演變，演變過程的微觀組織份數(shù)只和當(dāng)前的溫度有關(guān)，通過模型進(jìn)行計(jì)算馬氏體相變開始溫度和馬氏體相變得材料以及剩余的奧氏體份數(shù)，然后運(yùn)用拋物線法則，進(jìn)行仿真，從而得到溫度歷史，硬度分布圖和組織分布圖。金屬材料組織演變在一般情況下，對獲取等溫轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)要求非常嚴(yán)格，其需要在材料奧氏體化后快速到指定溫度后進(jìn)行保溫相變，然后測量其膨脹曲線。金屬材料在冷卻過程中有不同的冷卻方式，下表是選取兩種金屬材料對其進(jìn)行分析：

表1 金屬材料冷卻過程

如表1所示，根據(jù)不同的金屬材料選擇不同的冷卻方式，不同的金屬材料在其冷卻過程中的溫度調(diào)節(jié)不同，其冷卻組織也不同，選取不同的冷卻方式的前提是對金屬材料的組織和性能了解。

2 金屬材料性能分析

2.1 固有性

金屬材料是一種金屬鍵組合成的一種固態(tài)物質(zhì)，其表面具有獨(dú)特的光澤[3]，具有非常優(yōu)秀的導(dǎo)電性能，化學(xué)特征顯著，通常情況下會發(fā)生氧化、生銹的情況。金屬材料延展性能非常好，通過組合能夠得到化合物，在熔融模式下，能夠與非金屬組合來得到合金，通過組合完善金屬的特性。

2.2 加工性

金屬材料具有很強(qiáng)的加工性，主要包括可鍛性、鑄造性、切削加工性和可焊性等，以下對金屬材料的加工特性進(jìn)行分析：可鍛性，當(dāng)金屬材料受到高溫后就會呈現(xiàn)出液體狀態(tài)，能夠得到很多不同的形狀，在熱態(tài)或冷態(tài)下能夠進(jìn)行錘鍛、拉伸、擠壓等加工，可鍛性會受到模型的填充條件及鑄造氣溫等因素的影響，其好壞與金屬材料的化學(xué)成分緊密相關(guān)；鑄造性，金屬材料能夠通過鑄造的方法來獲得合格鑄件，在受到高溫后會呈現(xiàn)出液體狀態(tài)，能夠得到不同的形狀。

主要包括流動性和收縮性，沒流動性指的是液態(tài)金屬具有鑄膜的能力，收縮性是指，金屬材料體積收縮的程度，鑄造性會受到模型的填充和鑄造氣溫的影響；切削加工性，指金屬材料經(jīng)過刀具切削后的處理難易性，這與材料的自身結(jié)構(gòu)、軟硬程度和導(dǎo)熱程度都有很大的關(guān)系，切削加工的好壞通過加工后工件的表面程度和切削速度及刀具磨損程度來看出，一般來說，金屬材料的硬度越高越難削，一些硬度不高的，韌性大，切削起來也相對困難；焊接性，在特定的狀態(tài)中，金屬材料會按照所設(shè)計(jì)的規(guī)定焊接來得到一定的構(gòu)件，主要包括兩方面，一是結(jié)合性能，在一定的焊接工藝下，一定的金屬形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬焊接接頭對要求的適用性，一般收縮及導(dǎo)熱性能好的金屬材料，他們的焊接性能更加優(yōu)秀。

通過對金屬材料的性能分析，能夠使金屬材料在加工過程中，使用正確的方法對其選擇。

3 結(jié)語

綜上所述，金屬材料的供應(yīng)能夠?yàn)槲覈纳a(chǎn)過程提供貢獻(xiàn)力量，工程機(jī)械金屬材料的主要應(yīng)用非常廣泛，在很多行業(yè)都能夠應(yīng)用的到，金屬材料可以在生產(chǎn)過程進(jìn)行加工，改良基礎(chǔ)。

在實(shí)際的加工過程中，要注意到每一項(xiàng)金屬材料的施工性能和加工工藝，讓金屬材料發(fā)揮最大化的性能，將效益最大化。

一些企業(yè)在經(jīng)濟(jì)允許的前提可以大規(guī)模生產(chǎn)，但是在生產(chǎn)過程中，要注意對金屬材料組織演變和性能進(jìn)行分析，按照其工藝開展工作，強(qiáng)化生產(chǎn)能力，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)，帶動企業(yè)的增長和社會的進(jìn)步。通過本文對化工金屬材料值演變及其性能的分析，希望可以為我國的機(jī)械加工和熱處理行業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。