金屬材料與熱處理工藝關系探索分析

林清

摘 要：在工業生產中，為了最大限度地發揮金屬材料的性能和功能。在設計工作中就要對熱處理工藝和金屬材料之間的關系進行分析。如果熱處理條件不合理對于體基礎材料的機械性能的提升是不利的，因此設計人員要根據熱處理工藝的要求和金屬材料的成分進行相應的關系的論證，從而合理安排工藝流程，才能得到較好的效果。

關鍵詞：金屬材料;熱處理工藝;關系探索

目前在進行工業生產中，金屬材料中多包括鐵鋁銅面鋅錳等等。金屬材料的內部結構，除了金屬原子之間的結合，還有原子在空間排列方式，無論是排列方式還是原子之間的結合，都會產生密切的關系。由于排列方式和結合方式的不同，使得基礎的性能也會不同。因此進行金屬材料熱處理的時候，要根據金屬的性能進行論證。例如金屬工件在放在一定的介質中，或者加熱到一定的溫度的時候，就會發生不同的介質速度，不同介質冷卻的速度也會對金屬材料表面的組織結構進行改變。此時采用相應的熱處理工藝，不僅能夠改變金屬的原子排列，還能改變其機械性能和組織結構。要根據工程技術的需要，進行相應的熱處理條件的設置和分析。根據金屬材料的性能，以及其與熱處理工藝的關系，來判定使用哪一種熱處理，工藝更為適宜，以此提高材料的機械性能。

1 金屬材料與熱處理關系

金屬材料在與熱處理工藝之間進行加工的時候，切削工藝的施工好壞對于提高產品質量有很大關系。在切削過程中切削的刀具切削的條件，被切削的材料，都各自會有不同的變化，環境條件的不同還會產生不同程度的金屬變形以及光潔度。如果進行預先熱處理的話，對于半成品或者是各種鑄鍛焊工件的毛坯，進行冶金熱加工過程中產生的熱量可以進行消除，就可能會產生很好的組織狀態。因此通過提高零件的切削性能，保證材料的切削精度，從而使得最佳切削性能能夠體現出熱處理工藝的水平。[1]

對于材料進行切削加工，如果硬度偏低，還會產生粘刀現象，對于被加工零件的表面光潔度也會產生降低。此時如果對金屬材料進行不完全淬火處理，還會形成粘合的傾向性減少的問題。因此應該經過先強化處理，然后再切削加工。這種方式，得到的晶力均勻性較強，切削性能能夠得到改善，機械加工精度會不斷提高，形成最終的熱處理效果。

2 金屬材料的切邊衡量和熱處理溫度關系

需要對材料在減輕應力作用下的力學性能指標進行分析。例如在變形比例極限范圍內，計算出機應力和切應變的比值這些比值可以表現出材料的剛性，墻模量大的特性，經過熱處理，材料本身的物理性質會發生改變。結合實驗可以發現設計計算的伸長量和彈簧的實際生產量會有一定的誤差。因此在工業生產中，分析了金屬材料切邊模量變化和熱處理的關系之后，使用材料的切分磨料和彈簧磨料進行相應的設計計算，通過計算，對加工后的成品談話，進行熱繞成形工藝的實施。對于影響原子間結合力的因素，應結合原子間結合力的數值，根據材料彈性模量的大小進行相應的形變。[2]

溫度和組織的設計，保證經過熱處理后即便是材料溫度即使發生了變化，材料彈性模量也不會發生太大的變化。

3 金屬材料的斷裂韌性和熱處理溫度的關系

為了提高基礎鍛煉韌性，任何材料都應該對于裂紋和數量進行斷裂力學的分析。為了防止在外力條件下鍛煉韌性不斷降低，應該對于金屬晶體中基礎組織的細細化以及材料的強韌性進行論證，得到的結果能夠作為熱處理后再結晶獲得的參考。在一定的應力和變形溫度條件下，當冷變形金屬加熱到足夠高的溫度之后，不同溫度對基礎的再結晶效果好壞，會導致發生動態再結晶。

通過實驗可以發現，在鋼坯料上進行小圓柱的切割，經過加工之后，選擇700度、800度、900度、1000度不等，不同溫度達到之后，此時熱模擬實驗機上金屬材料的壓縮變形也會發生不同百分比。在壓縮后的式樣經過沿軸線切割拋開之后，用化學物質顯示晶體變形的過程，可以開始向等軸晶粒的形狀進行變化。此時晶粒突然變得細小，幾乎全部成為等軸晶體，晶體度可以達到YB12級，再接近晶核的形成與長大，需要進行原子的擴散，此時將變形金屬進行加熱，使原子發生激活并且遷移，通過對熱處理的控制，提高了基礎材料的斷裂韌性。

4 金屬材料抗應力腐蝕開裂與熱處理應力關系

金屬在加熱的時候，由于特定的腐蝕環境和拉伸應力共同作用下，容易產生應力腐蝕開裂。為了改變材料內部的組織和性能，可以進行相應的金屬熱處理中的參與應力，和形成裂紋之間的關系分析。通過對材料內部的組織和性能的處理，改變金屬熱應力和相應盈利。在熱應力的作用下，收縮表面，使得受拉應力在熱處理過程中產生馬氏體轉變。通過實驗我們可以看到金屬熱處理中淬火冷卻速度能夠影響淬火質量，并且最終決定殘余應力。[3]

為了達到淬火的目的，加快淬火冷卻速度，抑制重力效果，這樣做能夠增加組織應力作用下的熱應力值，減少工件表面上的熱應力，盡量減小截面溫差和潔面中心部位金屬的收縮，從而達到抑制脆裂和減小應力值的目標。上表就是抗蝕耐熱鎳基合金的化學成分，從上表可以看到相應的鐵、鈷等強化鎳基合金的元素。[4]

5 軸承蓋真空熱處理工藝

以軸承蓋環行結構的熱處理工藝為例，在進行檢查的時候，首先進行了零件的標識、材料、外觀、數量等的檢查，沒有發現存在質量問題，用清洗劑將零件清洗干凈后，裝入爐中，淬火。溫度速率很快升高到600攝氏度，此時進行了200分鐘的保溫，降低油溫之后，進行了零件的清洗和防護，干燥后涂上了防銹劑。進行相應的硬度值的記錄，形成了成品零件的原始記錄。

在熱處理過程中，由于淬火的速度過快，發生了高溫段內的冷卻，就殘余應力而言，這是抵消了組織應力之后產生的熱應力值導致的結果，因此減少工件表面的拉應力，達到了抑制縱裂的目的。并且對截面溫度進行了相應的金屬收縮，之后，產生了抑制淬裂的效果。

6 結語

企業進行生產和金屬加工，為了保障產品質量，就必須要對金屬材料和熱處理工藝路線進行熟練地掌控，遵循企業產品質量第一的原則，保證企業的產品能夠產生效益，從而體現企業的價值。因此進行生產的時候，必須遵循國家有關規定，把握好金屬材料的性能和熱處理工藝的之間的關系，從而保證機械臨界制造占有重要地位，提高金屬零件的制造水平。

參考文獻：

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

[2]劉亞光.對金屬材料與熱處理工藝關系的研究[J].知識文庫，2017，（18）.

[3]鄭倩.淺談金屬材料與熱處理工藝的關系[J].科技創新與應用，2016，（15）：130.

[4]董文，姜秋月.金屬材料與熱處理工藝關系的探討[J].山東工業技術，2015，（22）：10.

[5]張佳.有關熱處理對金屬材料機械性能影響的探討[J].建筑工程技術與設計，2017，（24）：4048.

[6]趙建剛.熱處理工藝中溫度及應力與金屬材料的關系探討[J].大陸橋視野，2016，（12）：119.