金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)分析

李峰

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步推動(dòng)了我國綜合國力的提升，也帶動(dòng)了工業(yè)行業(yè)發(fā)展的步伐，我們了解到，材料的耐熱性、熱穩(wěn)定性和熱膨脹一直是高分子材料研究的熱點(diǎn)，只有加強(qiáng)熱學(xué)性能的研究，才能更好地進(jìn)行材料的使用和開發(fā)。金屬材料熱處理技術(shù)是制造業(yè)中常用的一種技術(shù)，由于其使用過程中會(huì)有加熱的環(huán)節(jié)，所以會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境污染，而且也需要消耗大量的能源，在熱處理技術(shù)中融入相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)是有關(guān)人員研究的重要課題，在金屬材料熱處理基礎(chǔ)中融入節(jié)能技術(shù)，可以有效的保障工業(yè)制造的產(chǎn)品質(zhì)量的提高。基于此，本文主要對(duì)金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)進(jìn)行分析，希望通過本文的分析研究，給行業(yè)內(nèi)人士以借鑒和啟發(fā)，詳情如下。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理;節(jié)能;新技術(shù)

引言

工程應(yīng)用中，熱學(xué)性能主要是泛指高分子材料可以在不同溫度條件下使用，在其實(shí)際應(yīng)用過程中所表現(xiàn)出來的各種不同的熱物理特征和化學(xué)性能。材料的熱學(xué)性能主要有熱穩(wěn)定性、耐熱性、熱膨脹、熱容和熱傳導(dǎo)等。金屬材料和結(jié)構(gòu)往往處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。現(xiàn)有研究表明，材料的塑性行為會(huì)受到應(yīng)力狀態(tài)的影響，因此為精確描述材料在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的塑性流動(dòng)行為，必須在本構(gòu)模型中考慮應(yīng)力狀態(tài)效應(yīng)的影響。然而，由于在動(dòng)態(tài)加載下材料的應(yīng)變率效應(yīng)和應(yīng)力狀態(tài)效應(yīng)相互耦合、難以分離，給應(yīng)力狀態(tài)效應(yīng)的研究和模型的建立造成很大困難。本文主要對(duì)金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)進(jìn)行分析，詳情如下。

1金屬材料熱處理過程中變形的種類

在對(duì)金屬合金進(jìn)行熱加工時(shí)，形變的發(fā)生幾率是較高的，從加工工藝的角度來說，形變類型包括以下兩種，其一是比容形變，導(dǎo)致此種形變出現(xiàn)的原因是在金屬材料當(dāng)中含有一定量的碳元素、金屬元素。從相關(guān)人員研究所得結(jié)果來看，金屬合金材料發(fā)生比容形變較為常見，而這與鐵素體、游離碳、比容變化是存在緊密關(guān)聯(lián)性的。展開熱加工的整個(gè)過程中，金屬材料會(huì)發(fā)生形變，而且方向是不同的。如果發(fā)生了比容形變的話，金屬合金的尺寸必然會(huì)改變。其二是內(nèi)應(yīng)力塑性形變，導(dǎo)致此種形變出現(xiàn)的具體原因是金屬溫度并不是十分均勻，即是對(duì)金屬塊進(jìn)行熱加工時(shí)，不同位置的溫度是存在一定差異的，這樣一來，冷卻速度也就會(huì)有區(qū)別。在溫度逐漸降低的過程中，不同位置均會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮，但是有明顯的不同，如此就會(huì)使得熱應(yīng)力塑性形變發(fā)生。

2金屬材料熱處理節(jié)能新技術(shù)

2.1操作要更為科學(xué)

從金屬材料的熱處理來看，操作是必須要予以重點(diǎn)關(guān)注的。相關(guān)人員要對(duì)金屬材料的具體屬性有清晰的認(rèn)知，確保檢測(cè)分析是最為合理的，如此方可獲得更加精準(zhǔn)、完整的信息。在對(duì)數(shù)據(jù)展開全面分析之后，要據(jù)此來將工藝流程及標(biāo)準(zhǔn)予以明確。為了使得熱處理工作能夠順利完成，技術(shù)支持是不可缺少的，技術(shù)人員必須要針對(duì)工藝流程展開監(jiān)督，將技術(shù)指導(dǎo)做到位，如此方可使得熱處理更加的規(guī)范，進(jìn)而使得熱處理變形能夠得到行之有效的控制。

2.2科學(xué)冷卻

對(duì)金屬材料進(jìn)行熱處理時(shí)，必須要對(duì)金屬材料具有的性質(zhì)有一定的了解，進(jìn)行選用最為適宜的冷卻方法，如此方可保證變形控制的效果大幅提高。從單介質(zhì)淬火來看，對(duì)淬火零件予以冷卻時(shí)選擇的是一種介質(zhì)，其操作是非常簡單的，而且自動(dòng)化程度較高，可以保證工作效率大幅提升，然而淬火速度無法得到嚴(yán)格控制，金屬材料發(fā)生變形、開裂的概率是較高的。如果采用雙介質(zhì)淬火的話，選擇的是特殊介質(zhì)，這樣可以保證短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)冷卻目的。保溫處理的時(shí)間應(yīng)控制在2至3min間，繼而置于低冷卻速度介質(zhì)當(dāng)中，這樣可以保證二次處理順利達(dá)成。由于冷卻的速度是存在差異的，冷卻介質(zhì)自然也不同，如果速度太快的話，內(nèi)部拉應(yīng)力必然會(huì)大幅增加，而且淬透性也難以保證，所以要確保選擇的冷卻方案是最為合適的，如此方可使得熱處理變形控制到位。

2.3淬火工藝

在對(duì)金屬材料展開熱處理的過程中，操作人員要對(duì)淬火環(huán)節(jié)予以重點(diǎn)關(guān)注，確保加工質(zhì)量有大幅提升。金屬材料的屬性是存在差別的，因而要依據(jù)實(shí)際情況來對(duì)溫度加以控制，確保選用的淬火介質(zhì)最為合理，如此方可使得應(yīng)力分布不均勻現(xiàn)象切實(shí)避免，金屬材料變形也可得到有效控制。當(dāng)下常用的淬火介質(zhì)包括水油、鹽水等，如果選擇水油的話，當(dāng)其溫度處于450℃至550℃間的話，冷卻速度能夠達(dá)到500℃/s。如果選擇鹽水的話，可以使得冷卻速度明顯加快，相較于水油能夠達(dá)到2倍。比方說，水油溫度為550℃至650℃的話，冷卻速度能夠得到600℃/s，溫度沒有改變，改用鹽水的話，速度則能夠提升至1200℃/s。對(duì)這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較可知，選擇的淬火介質(zhì)為鹽水的話，必須要對(duì)金屬材料冷卻的具體要求有清晰的認(rèn)知，并將淬火介質(zhì)溫度加以合理控制，如此方可使得金屬材料變形的發(fā)生幾率明顯降低。

2.5金屬-有機(jī)框架（MOF）/纖維素基新型功能復(fù)合材料應(yīng)用

當(dāng)前，采用各種納米材料對(duì)纖維素基材進(jìn)行功能化改性并賦予其全新的性能和功能已成為一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。這些納米材料主要包括納米金屬、量子點(diǎn)、納米金屬氧化物、納米金屬硫化物、碳納米管、石墨烯等。國內(nèi)外在金屬-有機(jī)框架（MOF）/纖維素基新型功能復(fù)合材料的研究與開發(fā)方面已經(jīng)取得較大進(jìn)展。制備MOFs/纖維素基新型功能復(fù)合材料常用的纖維素材料包括紙漿纖維、濾紙、棉纖維、納米纖維素等;沉積的MOFs有HKUST-1、MOF-5、ZIF-67、MIL-101（Cr）、ZIF-8、MIL-100（Fe）、UiO-66、Ln-MOFs等;制備方法主要為原位生長法、層層自組裝法、濕部加填法和噴墨打印法等;主要用于氣體吸附和分離、水質(zhì)凈化、傳感器、智能標(biāo)記、抗菌等。借助PANI和DPANI或?qū)w維素進(jìn)行羧基化改性有利于提高纖維素的比表面積和對(duì)金屬離子的吸附能力，增加MOFs的錨定位點(diǎn)。

結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，金屬材料熱處理技術(shù)是必不可少的。由于取決于具體的運(yùn)用過程中會(huì)出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，就需要在金屬材料熱處理技術(shù)中融入節(jié)能新技術(shù)，減少對(duì)周圍環(huán)境的污染，保證其金屬產(chǎn)品的質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張永軍.金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略[J].世界有色金屬，2020（10）：176-177.

[2]潘美玲.金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略分析[J].科技風(fēng)，2020（10）：168.