杨洁琼
天津新伟祥工业有限公司 天津 301701
摘要:在现代工业的快速发展下，各个行业发展对金属材料的需求量加大，金属材料开始被人们广泛的应用在机械设备制造中。借助热处理技术能够实现对 金属材料的深加工处理，金属材料在经过深加工处理之后会有效提升材料的稳定性。为此，文章结合实际就金属材料的热处理问题进行探究，旨在通过必要的热处理来减少金属材料开裂问题的发生。
关键词:金属材料；热处理变形；影响因素；控制策略
引言:
如今，我国十分重视环境保护和治理，诸多行业为了推进自身在新时期持续发展，都开始将注意力放在节能技术研究开发上，而工业生产制造对于热处理需求较大，如果继续使用以往技术对金属材料展开热处理，就可能导致工业生产制造行业在新时期被淘汰。因此，在新时期，工业生产制造行业需要将重点放在节能新技术研发与推广应用上，这样才能促使工业生产制造行业在新时期得到持续发展。
1.金属材料热处理工艺应用分析
金属材料的热处理包含退火、正火、淬火、回火四个步骤，在进行热处理时，金属材料加热到临界温度30~50℃以上时，需要暂缓一段时间再进行加工。通过必要的金属材料热处理加工，能有效提升金属材料的性能，特别是在经过热处理时，一些掺杂的网状碳化物、细化颗粒物等会残留在材料上，消除金属材料的内部应力，提升金属材料的柔韧性和强度，使其能在工业生产中得到更有效的利用。另外，通过热处理还能提升金属材料的力学性能，帮助其更好的抵抗局部塑性变形和表面损伤，从而减少开裂现象的发生。
2.金属材料热处理过程中变形的种类
金属合金在热加工过程中发生形变是不可避免的，在多数的加工工艺过程中，会产生两种类型的形变。一种是比容形变，这种形变与金属材料中碳元素和一些微量的金属元素有关，通过研究人员的探究发现，金属合金材料的比容形变是普遍存在的，与铁素体、游离碳和比容变化的差有不可分割的关联。金属合金材料的比容形变具有各向同性，也就是说在一块均质的金属内部，在进行热加工的过程中，金属材料向不同方向上发生着相同的形变。发生比容形变后的合金尺寸大小会发生明显变化；另一种金属材料热处理过程中的变形是内应力塑性形变，这种形变产生的原因是金属块的温度不均匀，具体来说就是在热加工过程中金属块的不同位置温度不均匀，导致不同部位的冷却速度也不同，因此随着温度的下降，金属的不同位置发生着不尽相同的热胀冷缩效应，从而产生的不良形变就是热应力塑性形变。
3.新时期金属材料热处理发展现状
目前，我国工业生产制造行业发展速度较快，促使热处理行业与技术发展速度随之得到一定提升，如今我国在热处理方面的工厂数量高达上万家，工作人员数量高达数十万，由此可知近几年热处理拓展规模在持续增长。但在这种趋势下出现了诸多问题，如浪费能源、污染环境、技术不完善、设备老旧等，这些问题不仅会限制热处理技术的继续推广，还会降低相关企业经济收益。而且如今在金属材料热处理加工中主要有两种技术，一为正常加工，主要是通过普通热处理来调整金属材料结构，但无法转变其中化学元素与整体性能；二为 表面加工，主要是针对材料外表进行加热后冷却，可以改善金属材料性能，但这两种技术都十分简单，也无法对能源浪费与环境污染展开有效管控。因此，相关企业与有关部门开始注重研发金属材料热处理节能新技术。
4.金属材料热处理变形及开裂出现的主要原因
4.1金属热处理内应力塑性变形
金属零部件在热处理过程中会经历加热、保温和冷却三个阶段，在加热和冷却不均匀的情况下，金相组织会呈现出不同的变化，最终使得工件在热处理的过程中产生了一定的内应力。在这种内应力的作用下，金属零部件会出现塑性变形的问题。
4.2冷处理过程的影响
在金属加工过程中应用热处理时，往往会出现低温回火，还有就是时效性，这两种情况的发生都会造成金属材料的变形，对金属加工产生不利的影响。
时效性的发生和低温回火的存在会使金属合金材料发生碳的析出和奥氏体的分解。在后续的加工过程中，如在淬火时，金属中的奥氏体转变成奥氏体，导致金属的变形和体积形变，对材料的质量和制造的设备的可靠性会产生不良的影响。
4.3温度把控不合理
金属材料热处理对周围温度有着较高的要求，在操作的时候如果没有对温度进行有效的把控，金属材料会出现热处理变形和开裂的问题。比如，在没有对金属材料进行精密温度测量时，将其直接进行热处理，就会导致金属材料报废。
4.4应力的影响
金属材料都具有特定的密度，在热加工的过程中，由于受热不均会导致金属材料的变形。一般情况下，金属的热加工要先进行加热，再经过一段时间的保温，然后再进行热加工。然而在加热和保温时，材料的内外以及不同的位置会产生温差，这就导致了不同位置状态的不同。当低温处还是硬的状态时，高温处已经变软，这种应力的不同会使材料产生不良的变形。
5.金属材料热处理变形及开裂问题的解决对策
5.1合理挑选有效技术
针对金属材料展开热处理加工时，很多企业不会选择热处理技术，只是随意应用一种效果更加明显的热处理技术，但实际上不同的热处理技术具有不同的优势与特点，如果最终应用的热处理技术与材料性能不符，易出现各种问题。因此，开始进行热处理加工之前，需要根据材料性能与需求挑选相应技术，并在开始处理之前针对材料与技术契合度进行测试，这样便可提前确定产品性能与质量，还能有效降低因质量问题而返工的概率，从而切实达成节能与高效目的。
5.2强化对金属工件结构的处理
在金属材料工件设计的过程中，需要相关人员充分考虑可能因为热处理操作所引起的形变问题，在操作的时候通过校直的方式来调节工件变形。如果不能够对工件直接校直，则是要保证工件拥有足够的加工余量，避免出现因为热处理不当而引发的工件变形、报废问题。在满足工件基本使用性能的情况下，在设计工件的时候，要确保截面力量的分布均匀，并确保工件结构的对称分布。
5.3调整以往所用材料
如今在我国大部分热处理加工制造厂中，基本都是使用正常材料进行加工，但这种材料自身性能较差，不具备隔热与导热等性能，在热处理加工时需 要通过更多电力与能源开展热处理。但如果选用高性能材料进行热处理加工，便可节省更多加工时间，如陶瓷纤维等，能为企业节省更多加工成本。而且在热处理加工流程中，大部分企业没有安装回流设备，这样热处理产生气体不仅无法起到任何作用，还会对周围环境造成破坏与污染，因此可在其中安设回流装置，促使热处理产生气体流入燃烧炉中，这样热处理温度上升就无需耗费相应能源，以此实现金属材料热处理节能目标。
结束语:
综上所述，在工业生产的过程中，金属零部件的发展成为机械制造的一个重要组成，在零部件设计、材料选择的过程中，人们对材料的综合性能提出了更高的要求。特别是在材料加工生产的过程中，对材料热处理加工后的品质提出了新的要求。但是从金属材料实际加工操作来看，在材料加工的过程中很容易出现热变形等质量问题，这些问题的存在严重影响了金属材料的质量。文章在分析金属材料热处理变形原因的基础上，从零部件构造、热处理工艺参数选择等方面入手，思考分析如何解决金属材料的热处理变形和开裂问题，旨在能够提 升金属材料的使用寿命，在使用金属材料的时候减少资金和材料浪费现象的发生。
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