探究金属材料热处理的影响因素 吕洪伟

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:吕洪伟
[导读] 摘要:国家越来越重视金属材料热处理的研究,人们开始了解可能对金属材料热处理中变形问题产生的原因,要想从源头上杜绝金属材料发生形变或者后续使用时发生各类突发情况,基于此,本文对金属材料热处理技术的影响因素进行研究,以供参考。
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        摘要:国家越来越重视金属材料热处理的研究,人们开始了解可能对金属材料热处理中变形问题产生的原因,要想从源头上杜绝金属材料发生形变或者后续使用时发生各类突发情况,基于此,本文对金属材料热处理技术的影响因素进行研究,以供参考。
        关键词:金属材料;热处理;影响因素
        引言
        在制作金属产品的过程中,所用金属材料的热处理工艺与技术会在很大程度上影响产品质量,还会直接影响原材料的消耗以及所产生的污染。所以,只有不断创新与完善金属材料热处理工艺以及技术,在降低环境污染、减少材料损耗以及提升处理质量方面进行优化,才能使我国拥有更高的金属材料热处理水平,更好地推动我国经济发展。
        1热处理技术的现状分析
        简单来说,我国的金属材料热处理技术主要是针对那些固态化的金属和合金材料,然后通过对其进行相应的加热、冷却和保温等处理,以此使得金属与合金材料的内容更加的稳定,从而使其达到相应的性能要求。对于我国当前的热处理技术的发展现状来说,首先我国的制造业以及金属合金行业虽然都具备独有的热处理车间,但是由于自身并不是一个单独的热处理企业,所以导致热处理车间成为了附属的车间,进而使得许多的管理人员并没有对其进行足够的重视,也没有进行足够的资金投入,许多设备和技术都较为落后,无法有效的发挥热处理技术的真正效用。除此之外,热处理技术的应用过程中对于温度的要求较高,但是我国许多的制造业和金属合金行业缺乏相应的热处理设备,所以导致实际的热处理温度无法达到相应的标准,这样不仅会导致实际的热处理效率和质量降低,还会损耗大量的能源,甚至出现较多的报废品。最后,我国许多经过热处理加工的成品件质量无法得到有效的保障,这主要是因为实际的产品检修工作效率较低。
        2影响热处理变形的因素
        2.1温度的原因影响
        实际工业生产中会利用各种各样的热处理工艺,如淬火、正火、回火、退火等,热作用是他们共同的基本过程,均是由3个阶段组成,分别为加热、保温和冷却。在实际生产中,可以通过热处理周期、保温时间、冷却速度、加热速度、加热温度、保温时间等参数对整个工艺过程进行描述。在开展热处理工艺时,需要形式多样的加热炉进行使用,关键的技术热处理工作也都是在这些加热炉中开展(如基本热处理中的回火、淬火、退火,化学热处理的去氧、渗铝、去氢或渗铬、渗氨、渗碳等)。所以,在进行热处理工艺时,需要严格控制加热炉内的温度,并高度重视温度测量工作。
        2.2冷却方法选择影响
        金属材料热处理变形以及开裂的问题出现,受到冷却方法的因素影响是比较突出的,金属材料热处理中会经过不同步骤环节,冷却技术的应用是保障其热处理质量的关键。如果在冷却技术的选择方面没有保障质量,将会对实际技术应用的整体控制会产生不利影响使得冷却不均,对金属材料的整体质量产生很大的影响。冷却方法没有科学选择对金属材料产生拉伸应力会产生影响,对材料的应用效果也会产生影响。金属材料热处理中采用双液淬火以及单液淬火方式,但是在应用中都存在着不足,淬火的效率和淬火的控制都会受到影响,这对保障金属材料的性能也会产生很大程度影响。
        2.3应力状态影响因素
        对金属材料热处理过程中要对金属材料本身的性质性能进行了解,比如要了解材料结构,密度等等,鉴于金属材料结构和密度存在差异则进行热处理时会产生热分布不均的状况,从而对整体热处理技术操作质量产生影响。热处理加工涉及多项环节,如加热、保温、处理环节等等。金属材料所处环节不同会受到不同影响,从而内部应力会随之变化,此类变化易造成金属材料变形。大多情况下,金属材料应力分布不佳会产生变形的可能,由此很难对金属材料的使用质量进行保障。
        3热处理工艺及技术
        3.1常用的热处理工艺
        金属热处理的常用工艺包括退火、正火、淬火以及回火。

其中退火就是加热材料至能够引起内部结构变化的临界温度,然后再进行随炉冷却。正火也是相似的过程,只不过正火的冷却是在空气中进行,能够缩短冷却时间,进而取得更高的生产效率。淬火与退火、正火不同,需要在一定时间内保温经过加热的材料,然后利用油或者水使其尽快冷却,经过这种方法加工的金属拥有较高的硬度以及脆性,还会有淬火应力在金属材料内部形成,这种应力会导致金属开裂,所以在实际应用时还应该与回火处理相配合。回火处理就是将淬火处理完的金属再次加热至临界温度,并且进行空气冷却。
        3.2特殊的热处理工艺
        (1)激光热处理技术应用
        通过金属材料热处理节能工艺技术的不断发展,其也逐渐得到了较为广泛的应用,而激光热处理技术就是一种十分常见的金属材料热处理节能工艺技术的应用。在实际的金属材料热处理技术的应用过程中,相关的工作人员可以借助激光热处理技术进行节能转换。与此同时,激光热处理技术的工作原理就是通过高密度的激光来展现出金属材料硬化的特点。并且激光本身具有极强的穿透性,而在激光的照射过程中会使得金属材料的温度上升而形成奥氏体,然后又会被其周围低温组织冷却而形成马氏体,这样就不会影响金属材料的形状和性能。
        (2)振动时效处理工艺
        这种工艺主要是运用振动的原理来开展金属材料热处理。在处理完成后会明显提高金属材料的稳定性,同时有效避免材料变形的情况。
        (3)化学热处理技术
        化学热处理技术也被称为化学热处理薄层注入技术,是通过化学处理的方式,使一种或几种元素渗入金属材料表层,改变钢件表层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。化学热处理技术可以有效减少金属材料表面的涂层厚度,缩短金属材料的加热时间,降低能源消耗。
        (4)真空热处理技术
        在处理金属材料方面,真空热处理技术也得到了广泛应用。它主要是通过真空环境对金属进行热处理,高效率的特点突出,所以在节约时间成本方面优势突出。另外,利用这种技术能有效控制加工过程中的有毒废气,有较好的环保效果。
        (5)感应加热热处理技术
        感应加热热处理技术加热的是工件局部,是通过感应电流来实现的。在交变电流的作用下,感应器(线圈)产生交变磁场,作用于作业工件,工件表层的电能转化为热能,实现表面加热。加热层的厚度和通入的交变电流的频率有关,频率越高,加热层的厚度越薄。感应加热热处理技术加热速度快,不必整体加热,工件变形小,电能消耗小;加热设备控制简单,操作容易实现自动化,从而提高工作效率、降低生产成本。
        4结束语
        综上所述,基于我国可持续发展理念,对金属材料热处理节能技术进行推广和宣传,能够取得更好的生产质量、更高的生产效率,从而实现节能减排的目的。所以,在应用热处理节能技术时,应该转变传统观念,树立节能与环保的观念。根据企业的实际情况,合理利用金属材料热处理节能技术,一方面能够降低企业能源开支,另一方面使企业取得更高的经济效益。另外,还应该加强传统技术与现代化技术之间的结合,提升科技水平,最终促进我国热处理行业可持续发展。
        参考文献:
        [1]张洁溪,方雅,王璇.探究金属材料热处理的影响因素[J].科技与创新,2020(21):60-61.
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        [3]张永军.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略[J].世界有色金属,2020(10):176-177.
        [4]吕铁铮.浅析金属材料热处理变形的影响因素及对策[J].机电信息,2020(11):93+95.
        [5]潘美玲.金属材料热处理变形的影响因素和控制策略分析[J].科技风,2020(10):168.
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