摘要：现当今，随着我国经济的飞速发展,我国材料加工技术的不断发展，金属材料在各行各业中的应用越来越广泛，应用领域也不断扩展。在金属材料应用过程中往往需要对其进行热处理以提升金属整体性能，改变其表面结构，更好地满足工程建设和金属加工的需要。本文主要针对金属材料的运用和热处理技术进行分析，指出当前我国金属热处理的不足，希望能够通过有效的技术和手段提高金属材料热处理效率，强化材料应用效果。
关键词：热处理工艺;金属材料;抗疲劳性能;影响分析
引言
金属材料在原始的固态采用加热的方法获得预期组织形态的工艺即金属材料的热处理。这一工艺在石器时代就出现和应用，在现代得到逐步发展与优化。在机械制造过程中，最为重要和关键的环节即为热处理，热处理能赋予或改善金属材料具有的各项性能，在保持其形状和化学成分的基础上，对其化学组成及内部组织进行改变，提高其内在质量。人们为了对金属材料进行改造，使其具备想要的各项性能，包括化学性能、力学性能与物理性能，通常会通过热处理来加工。在机械工业领域，铝合金的实际应用相对较多，它的显微组织比其他类型的金属材料复杂，所以需要通过热处理来有效控制。本文以铝合金为例，研究热处理对金属材料可能造成的影响。
1金属材料的种类和性能
当前的常用的金属材料在工业运用中主要包含了纳米金属材料，多孔金属材料等多种类型。金属材料具有塑性好韧性强，自身强度高等优势。例如多孔金属材料的可渗透性是较为良好的，其广泛应用在散热器和热交换器中，具有很好的吸收性能。我国纳米技术的发展，给纳米金属材料带来了广泛的应用范围，物质的尺寸再进行纳米改造的时候，物理性质和化学性质都会发生很大的变化。因此在整体性能上，纳米金属材料具有很好的抗疲劳性能和强度，在应用效果上非常好。从金属材料的性能进行分析，金属材料一般具有耐久性，在应用过程中，对于自身遭受到的腐蚀可以具有一定的抵抗力。质量较好的金属材料在遭受腐蚀的时候，对应的耐久性就会显得十分突出。另外金属材料的硬度体现在其自身性能上。硬度越高，其拥有的抗击性能就越强。金属材料在遭受持续性的应力之后会产生异常断裂的，这被归纳为基础材料的疲劳性，材料自身能力较强，就可以抵抗外界的压力，这称为金属的临界承受点。
2影响因素
为确保淬火加热顺利完成，准备充足的结晶核心，为同金属材料做等温处理，通过等温处理，能得到碳化物，其颗粒呈球状、弥散，原结构形态发生变化，获得球化以后的物质。晶粒处在较高的温度条件下会明显变粗，使金属自身韧性与塑性均降低，并析出一定量的奥氏体。部分奥氏体还会在此过程中得到韧性加强，材料由于所剩晶界碳化物不断变脆，导致材料自身抗疲劳性能受到影响。通过进一步探究，发现金属材料自身热疲劳性会受到回火的影响，在不同温度条件下，材料具有不同的硬度。除此之外，增加奥氏体温度，还会使基体当中的碳化物不断溶解，在淬火完成以后，奥氏体当中含有的碳及合金元素大量增加，促使金属材料自身强度显著提高，产生二次硬化峰，同时抗回火软化性也得到明显的提高。当然，采用不同工艺时，也会对金属材料自身抗疲劳性能造成影响，包括硬度、在高温条件下的强度及韧性，无论是化学成分，还是显微组织，都会受到很大影响。基于此，必须保证所选热处理工艺科学性与合理性，减小材料不均匀性，避免产生过大的局部应力，从而有效保证材料自身抗疲劳性，避免在热处理以后导致抗疲劳性大幅降低。
3金属材料热疲劳性能影响机理
以金属的热疲劳为例，金属材料的热疲劳性能直接反映其抗疲劳性能。累积回火转变的过程就是热疲劳过程的实质，热疲劳裂纹的萌生受到碳化物的聚集影响。图1为碳化物聚集模型，以这个模型为例解释热疲劳裂纹的萌生与扩张：碳化物共同生长在冷热循环过程中，有聚集在一起的趋势。单独一个颗粒看似很小，但在不断的循环中，颗粒会聚集在一起，组成一个大颗粒，这样一个碳化物团就形成了，裂纹源也会因微裂纹的产生而形成。同时，金属材料夹杂物和部分碳化物处于非共格关系，微裂纹就会存在于这些颗粒中，微裂纹尺寸与颗粒相当时，冷热循环下的金属材料会受到应力作用，形成更大的应力围绕在四周，裂纹处的应力场强度因子超过最大限度会使微裂纹失去平衡而扩展，热疲劳裂纹逐渐形成。
图1碳化物聚集模型
4热处理技术应用
4.1化学热处理薄层渗透技术
化学热处理薄层渗透技术作为当前一项新兴金属材料处理技术，既能够保证金属材料性能，也能解决传统热处理过程中污染严重和能源消耗严重的问题。而且，在以往的金属热处理过程中，化学元素会深入到金属材料表面而影响最终的处理效果。化学热处理薄层渗透技术的热处理时间明显缩短，能源的消耗大大降低，具有显著的节能效果，可以有效提升金属热处理的生产效率，真正实现高效、节能、环保、科学的生产。
4.2真空热处理技术
在金属材料热处理技术和条件下，形成了真空的环境，有效地降低了能源资源的消耗，在技术条件下，运用金属材料热处理节能技术，能够获得良好的效果。在低于10Pa环境下，能够有效防止处理工艺不会给金属性能产生较大影响，同时也能够通过对部分金属材料进行热处理，将真空处理节能技术进行有效运用。
4.3感应热处理技术
感应热处理技术指的是在金属材料周围通过相关电子设备产生强大的电场或磁场，使金属材料表面通过电磁感应能够产生电磁漩涡，进行内部加热而实现热处理效果。在实际工业生产中应用感应热处理方法能够有效降低热处理的成本，提高生产效率，而且在通过电磁热处理过程中没有任何污染物质的排放，能够有效减轻热处理工程对环境的污染，是未来金属材料热处理新技术的一个重要发展方向。
4.4金属激光热处理技术
激光束具有高密度、高功率、穿透性强、破坏性大等特点，可以利用激光束进行金属表面的热处理工作，有效改变金属表面的性质。但由于金属激光可控性较差，受距离影响较大，因此，在使用金属激光进行热处理过程中，需要严格控制激光束的强度与距离，保证金属改性效果。首先，技术人员要使用激光束对金属的表层进行照射，然后对金属表层进行硬化处理或者合金化处理，有效改善金属表面的性质，提升金属材料整体的硬度、强度以及力学性能。随着计算机技术的不断发展，将激光热处理技术与计算机技术结合起来，可以改变传统人工操作的不足，提高激光热处理技术应用精度，激光束在电脑的控制下可以应用在金属表面较小的区域，进行精细化加工，实现自动化的生产，提高整体处理效率。
结语
随着市场经济的不断发展，当前企业对于成本管控和产品质量的提升要求都非常高。采用热处理技术进行金属材料的开发应用，已经取得了很多成果。通过设备工艺技术和管控手段的提升，相信未来金属材料的热处理技术运用将再迈新台阶。
参考文献
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