金属材料热处理工艺与技术分析田位龙

金属材料热处理工艺与技术分析田位龙

田位龙

(远大阀门集团有限公司河北邢台054000)

摘要：我国科学技术不断的发展，工业和制造业发展的速度也在不断的加快，但是在实际发展的过程中出现了对环境的破坏和能源利用效率低等问题，为了能够实现可持续发展的目标，促进我国工业和制造领域中企业核心竞争力的提升，应就当前制造企业中金属材料的热处理技术的使用给予更多的重视。基于此，本文对金属材料热处理工艺与技术进行分析。

关键词：金属材料；热处理；工艺技术

1金属材料热处理工艺技术

1.1淬火工艺技术

“淬火”起源于工艺处理的方法，其目的是使过冷奥氏体配合以不同温度的回火，以大幅满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以将金属工件加热到某一适当温度并浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。通过淬火与不同温度的回火配合，可以使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能。当淬火时的快速冷却到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂，也有的产生的表面残余应力会造成冷裂纹，回火有完全淬火和不完全淬火淬火后金属的奥氏体碳含量也增加，淬火后要根据具体情况加以调整。加热与保温时要选择合理选择淬火介质和冷却方式，冷却阶段可有效减少马氏体转变的内应力，同时通过快速加热实现局部淬火。

保温一定时间，再以大于临界淬火速度冷却，使过冷奥氏体转变成为马氏体组织的过程。马氏体是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。一般在低碳钢中具有较高的塑性和强度，淬火后发生马氏体转变而铁素体不发生变化，最终将钢加热Ac3温度以上。但如果超过太多，工件冲击韧性下降，同时脆性增加，并且也不能达到要求的性能。目前，随着测试技术的不断完善，循环快速加热淬火的强度也逐渐升高，钢经过多次相变重结晶可使晶粒细化，而普通低碳钢通过低沮回火可获得良好效果。

中碳钢淬火的断裂韧性比普通淬火的几乎提高一倍，对其采用快速、短时加热。在马氏体板条外面包着一层厚100~200朋残余奥氏体，能有效提高断裂韧性.如果采用快速，就会使其强度和耐磨性比其它冷作模的韧性得到大幅度提升。

1.2合理的工艺手段

金属材料具有复杂的晶体结构，渗碳体塑性和韧性几乎为零，不发生同素异构转变。常用铸钢主要用于受力不大，韧性好的机械零件。金属的热处理是将金属在固态下进行保温和冷却，以为后续的机械加工或进一步的热处理做准备。加热是各种热处理中的主要环节，其目的是将加热到奥氏体状态的钢快速冷却到A1以下，然后连续冷却至室温，主要作用降低硬度，从而为淬火做好组织准备。

1.3超硬涂层技术

即对金属材料内部不作任何处理。在现有的金属材料热处理技术中采用超硬涂层技术使金属材料表面硬度得到有效提高。

1.4真空热处理技术

真空热处理技术能减少有毒气体的排放，有明显的节能效果和环保效果。不但可以有效防止金属材料变形。而且还可以克服了传统热处理技术的不足。

1.5热处理CAD技术

热处理CAD技术可以分为完全退火和等温退火等。这需要说明的是完全退火应用比较宽泛，而去应力退火会引起钢件在加工过程中产生变形或裂纹。热处理CAD技术能够有效预见金属材料热处理效果，能够避免较多的不必要问题。

2影响金属材料热处理变形的因素

在对金属材料进行热加工环节中，由于金属材料自身结构问题，在受到外部环境变化，主要是受不等时间内冷和热的不均匀，就会有变形的可能。在对金属这些热处理过程中，金属本身温度会受到明显的变化，这样的温度变化，会对金属的内部结构形成影响，这样的影响在加剧的时候，就会引起金属外部形状的变化，这种变化就叫住内应力塑型变形。在内应力变形中，对金属外部特征的改变较多，而且这样的改变还会随着对金属材料的热加工频率而发生改变，也就讲，在对金属热加工的次数越高，变形的可能性就越大。

在正常的情况下，金属材料的内应力主要分层两种，一种是热应力，另一种是组织应力变形。在对金属材料进行等同的热效应和冷效应后，在对这样的操作过程中，就可以获得热应力变形。然而在组织应力形状变形中，金属本身的性能、形状、还有就是对金属材料的加入和冷却方式都有着直接的关系。在对金属材料热加工过程中，我们可以了解到，要提高金属材料的使用性能，对这个提高的过程是繁琐和复杂的，而在操作中还要考虑金属材料的种类，以及操作规范都要进行合理的调整，同时收集参数内容。由于受到我国技术加工的局限性，在加工过程中对温度的控制和监测的精度都难以进行有效的把控，在这样的环境中进行热加工处理，是非常容易出现对温度控制的准确性，使金属材料的变形。

3金属材料热处理变形的控制

3.1做好预处理

金属材料的在预处理过程中，除了要严格控制:pH值外，还要增加工序。采用的保护性气体可使铁坯表面的油垢在高温下分解和蒸发，同时还能对含碳量较高的铁坯起表面脱碳作用，这种铁坯处理法适用于铸铁坯体及厚钢板成型铁坯的表面处理。还有的预处理的方法是根据品种、铸铁坯的璧厚清除表面夹杂，经过喷砂后发现缺陷应加以焊补。

3.2金属材料最终热处理

金属材料加工成形后，为改善零件的使用性能，消除应力和变形，常采用淬火或回火处理。淬火工艺是对金属材料热处理较为关键的一步，可以提高材料的强度和硬度。冷却介质有油、水、盐水、碱水等，其冷却能力依次增加。如果不合理使用冷却介质，将会导致内部组织结构和形态发生变化，金属材料的内部应力也会异常改变。因此，在金属材料热处理过程中，要不断改进淬火工艺。在金属材料的淬火冷却过程中，必须合理地控制冷却速度，以保证淬火的效果，要考虑淬透性和淬硬性，真正达到热处理的目的。

3.3金属材料在热加工中冷却方法的科学化选择

在现阶段的我国技术热处理加工中，对金属冷却的方法主要有双液淬火方式和单液淬火方等多种方式。所谓的双液淬火冷却方式主要是指，在对金属加入中，包金属先放入到一种液体介质中，使金属温度迅速降到300度，然后在把技术放入温度更低的介质中进行有效的

冷却，这里还是要把握好两次放入的的速度问题，把握好速度才能把握好金属材料的质量。在单液淬火工艺中，需然能够提高在淬火中的工作效率，但是，却在淬火速度的控制中很难把控科学的方法。在对这两种淬火工艺的选择中，可以根据实际需要，来对金属淬火的质量与水平的把握。

3.4科学的选择装夹方式和夹具

在对金属加热和冷却的过程中，对金属加工装夹的使用方式不同，被加工的金属材料的现状也就不同，在这里就要根据金属的实际现状来选择装夹工具，在合适的装夹工具中，才能保证技术材料的受热均匀，同时才能保证材料在加工过程中不会变形。而且在实际的工作中，。可以根据加工金属形状的改变，灵活采用装夹工具。

结语：

总之，工业生产中，需要提高金属材料的机械性能。在设计中正确制定热处理工艺的融合，这样不仅会提高材料的机械性能，而且还可以改变它的原子排列，进而满足工程技术的需要。随着金属材料热处理工艺和技术亦在日益完善。金属材料热处理工艺和技术要实现技术的全面性，从而不断提高工艺水平。

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