金屬材料熱處理工藝的研究及實際應用

向陽 方榮杰 安黎

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

關鍵詞：金屬材料;熱處理工藝;研究;實際應用

引言

雖然金屬作為工業生產中最為重要的原材料，但它多以單質形式存在，需要經過深度加工處理才能切實滿足工業生產需求，熱處理技術就能實現這一目標，改變金屬材料的基本性質。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部結構，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與金屬材料之間的互動關系是非常有必要的。

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，淬火是核心內容，會對變形產生直接影響。在實際熱處理流程中，要高度重視工藝技術創新，降低淬火失誤率。一旦淬火介質不合理，極易導致金屬材料內應力失衡嚴重，最終造成變形問題。就淬火介質來看，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科學冷卻

在金屬材料熱處理過程中，需要結合金屬材料具體性質采取有針對性的冷卻方法，保證冷卻的科學性，才能夠對變形實施有效控制。金屬材料熱處理以單介質淬火、雙介質淬火、分級淬火以及等溫淬火等比較常見。單介質淬火就是在一種介質中冷卻淬火零件，操作簡便，易實現機械化與自動化，工作效率高，但難于控制淬火速度，極易導致金屬材料變形開裂等。雙介質淬火是以特殊介質為支持實現快速冷卻，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中，實施二次冷卻處理。冷卻速度不同的情況下，冷卻介質也存在一定差異。金屬材料熱處理工藝中，冷卻速度過快，會導致內部拉應力增大，淬透性受到影響，進而加大變形量，因此要科學選擇冷卻方案，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用

2.1熱處理CAD技術

該技術是較為新型的金屬材料熱處理技術，在實施過程中主要是借助計算機信息的優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化的熱處理方式對金屬材料進行處理。熱處理CAD技術在處理金屬材料的過程中，需要歷經以下幾個步驟：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對金屬材料進行處理，并對金屬材料的處理環節進行調整和完善。CAD技術在熱處理過程中的有效應用，由于其能夠對熱處理過程進行計算和模擬，因此對其處理結果也有一定的預見性，能夠及時發現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。材料的斷裂力學承認，材料中存在著由各種缺陷構成的微裂紋。在外力的作用下，這些微裂紋的擴展導致材料的斷裂。為避免出現裂縫紋路，可以將金屬晶體內部的位置有效錯開，減少錯位數量，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，推動結晶的形成。如果缺少應力、溫度，就難以確保材料減少錯位數量，不利于結晶的實現。因此，溫度與金屬熱處理成果具有密切的關聯。

2.3表面滲層處理工藝技術應用

表面滲層處理工藝技術所追求的是基于化學元素滲入工件表層的金屬工件性能改善處理工藝技術。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，可首先采用到化學熱處理方法，針對金屬材料的表面滲層進行處理調整，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，也能實現對金屬材料生產過程的合理化控制。再者，該工藝所造成生態污染較少，對周邊環境的影響相對偏小。

2.4振動時效處理技術

在金屬材料熱處理的環節中有效應用振動時效處理技術實際上就是借助振動頻率加強金屬材料表面的強度、硬度以及材料的穩定性。振動時效處理技術的應用并不會對金屬材料的內在性能造成影響。在金屬材料的熱處理過程中，相關工作人員為了增強振動時效處理技術的實施效果，需要借助先進的計算機技術對金屬材料的加工工藝進行有效的監督與控制，確保振動時效處理技術的自動化控制。振動時效處理技術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時間，還能提升金屬制品的質量和性能，促進企業在市場經濟中獲得較強的競爭能力。

結語

在我國機械領域的生產和發展進程中，企業管理者為了強化金屬材料的質量和性能，逐步引用了熱處理技術，希望能夠通過這一技術強化金屬材料的運用效果，優化企業生產環境。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致金屬材料出現變形，因此，企業技術人員就需要借助優質的淬火技術、冷卻技術以及合適的加工技術，對金屬材料的變形情況予以控制，逐步提升企業生產效果，優化金屬機械的使用性能，為企業的健康運行和可持續發展奠定堅實的基礎，強化熱處理這一工藝的應用效果。

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