金属材料热处理工艺与技术分析

金属材料热处理工艺与技术分析

周幸

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摘要：在工业发展中，金属材料被广泛应用。随着社会发展速度的不断加快，各种工业建设飞速发展，金属材料的使用量越来越大，对金属材料的使用要求也越来越高，需要对金属材料进行各种处理，才能够使其满足使用要求，热处理工艺便是金属材料常见的一种处理工艺，其应用十分广泛，优势也颇多，但是其内也存在有变形和开裂问题，为了更好的提高金属材料的使用性能，文章便就此问题进行了浅要分析。

关键词：金属材料；热处理工艺；技术分析

引言

金属材料在工业生产中占据着重要地位，促进了国民经济的发展。相比于其他材料，金属材料具有韧性强、塑性好等优势，在诸多领域中占据着重要地位。对金属材料进行热处理有利于优化金属材料的性能，充分发挥金属材料的作用。因此，本文对金属材料热处理工艺与技术的现状、热处理对金属材料的影响以及一般热处理工艺与新兴热处理技术进行了全面调查。从调查结果来看，热处理工艺与技术会对金属材料的抗疲劳性、耐久性以及切割效果产生影响。因此，需灵活应用退火、正火、淬火、回火等热处理工艺以及激光热处理、热处理CAD等特殊热处理技术，并不断研发新的处理工艺与技术。

1金属材料热处理工艺的优点

机械设备制造行业作为推动我国经济稳定发展的关键部分，鉴于当前激烈市场竞争环境下，企业要想能够尽快实现可持续发展目标，不仅需要合理使用金属材料，而且也应该做好其热处理工作，通过多样化淬炼作用，减少金属材料内部杂质含量的基础上，也能够细化其内部颗粒，保证金属材料内部应力全部消除，一方面致力于材料性能的提升，另一方面也能满足企业多样化使用标准。与此同时，通过热处理工作的进行，也能够保证金属材料达到塑性效果，整合热应力与重力势能等条件，调整金属材料内部原子结构特点，支撑企业快速塑性工作的完成。伴随着企业生产活动的持续进行，可以依照现实生产所需，通过热处理工艺作用，将金属材料塑型成所需要的形状，特别是机械设备核心零部件，也能够对金属材料实施热处理后有效应用。除此之外，通过较长时间调查可以看出，金属材料在经过热处理以后，也能够达到使用周期延长的效果，而且因为处理过程对材料力学性能造成了一些改变，此时能够妥善保护好金属材料表面质量的基础上，自然也能够减少材料断裂等问题的发生几率。最关键的是，在完成金属材料热处理工作后，也能最大限度避免材料超负荷运行现象，直接决定企业各项投入有效减少的同时，无形之中也能够提高企业经济、社会效益等。

2金属材料热处理形变的主要因素

根据以往相关调查研究可以得知，金属材料在热处理过程中，大部分操作工艺都可以满足金属材料的预期使用需求，但是在具体操作和使用过程中，依然存在一部分问题，而导致这一问题的主要原因通常都集中在以下几个方面：首先是金属材料热处理过程中的冷处理环节，从以往热处理实际情况可以得知，热处理环节通常都会出现一定的低温回火现象，这一现象会在一定程度上导致金属热处理环节发生形变。同时，在热处理过程中的马氏体刚分解与碳钢析出等问题也会导致处于热加工中的金属材料受自身应力的影响而发生形变，对后续使用造成了严重影响。其次就是原始组织和金属材料所受应力的影响，在实际热处理环节中，金属材料在处理之前，物体都会和与其相连接的组织给予金属物质影响，从而对金属材料内部碳化物形态造成影响，同时金属内部纤维也会发生形变，金属材料的最终使用效果也会大打折扣。

在金属材料热处理过程中，很多单位利用化学模式来进行热处理，这种方法虽然能获得良好的金属热处理效果，但在具体应用过程中会转变一部分金属性能，这种性能的改变会对金属材料的抗氧化性与抗腐蚀性进行优化。并且，如果这种化学模式下的热处理方式没有根据预期的反应模式状态进行，那么就需要进行二次消磨，从而影响了最终的热处理效果。

3金属材料热处理工艺与技术分析

3.1退火与正火工艺

如果金属部件对性能没有特殊要求，且在使用过程中不会出现较大受力，就可以利用退火、正火等工艺对金属材料进行热处理。在金属材料热处理过程中应用退火工艺的目的，是消除金属材料中的内应力，增强金属材料力学性能的稳定性，消除金属材料中的各种缺陷，从而增强金属材料的强度。但是，在进行退火处理后，金属材料的硬度可能会下降，从而可以降低金属材料的切削难度与变形难度。与退火工艺相似，正火工艺也是先对金属材料先升温再再冷却。但是，相比于退火工艺中的冷却，正火工艺中的冷却是在空气环境中进行的，且冷却速度相对较快。此外，温度与速度会对金属材料的性能产生影响，因此，在应用退火与正火这两种热处理工艺与技术时，需要全面控制加热温度以及冷却速度。

3.2化学处理薄层渗透工艺

工作人员在进行金属材料热处理过程中，通常使用的就是化学热处理工艺，面向金属材料，工作人员明确好薄层位置，然后实施渗透操作，希望金属材料能够具备较强坚韧性特点。经过较长时间调查可以发现，因为化学薄层渗透处理工艺的应用，不单单能够在最少材料应用率情况下，获取到极高金属材料应用价值，而且更是提高企业经济效益的重要保证。最为关键的是，此种处理工艺还不会对外界环境造成太大影响，体现出较强环保性等优势。

3.3真空热处理技术

真空热处理技术的优势主要在于其使用无氧处理的介质，使得零件内部不会出现氧化的现象，该设备可以让渗碳的温度提高，降低生产周期。使用该技术能够降低气体的消耗以及排放量，加热和降温的时间都更短，使得设备的利用率能够显著提升。当前真空热处理技术的主要应用方式是将环境内抽成真空状态之后充入惰性气体，在通过炉膛内部的搅拌风扇实现对流传热，让加热更加快速均匀。

3.4热处理CAD技术

热处理CAD技术应用了计算机辅助技术，可以利用模拟系统对金属材料热处理工艺进行模拟，从而调整热处理方案，增强热处理的准确性。在应用该技术时，技术人员需要利用CAD技术模拟金属材料的加热过程，例如加热工序、加热要求等，在模拟过程中分析热处理方案对金属材料物理性能以及化学性能的影响，根据模拟情况对热处理方案进行修正和完善，优化热处理效果，改善金属材料的微观内应力以及宏观内应力。

热处理CAD技术的形式较多，例如等温退火形式、完全退火形式等，可以提高热处理效率、减少热处理中的问题。所以，技术人员可以利用完全退火等形式降低金属材料出现变形的几率。

结语

简而言之，热处理作为金属材料加工中经常使用的手段，因为时常出现变形以及开裂等问题，严重影响金属材料性能发挥的同时，甚至还会给企业经济效益构成严重威胁。目前来看，导致金属材料热处理开裂与变形问根源，主要有组织应力以及冷却处理等多种原因，文章以问题为切入点，具体给出了解决方案，希望能够减少金属材料热处理变形与开裂几率的同时，也能够充分提高其性能，切实满足行业使用需求。

参考文献

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