金属表面的高强度耐热处理

金属表面的高强度耐热处理

王晓静

滁州市特种设备监督检验中心 安徽滁州 239000

摘要：本文通过对金属表面的高强度的耐热处理进行分析研究，并且表述一些定义和耐热处理的具体方法，通过一定的总结来表述金属表面高强度耐热处理的定义以及意义。金属表面的高强度耐热处理可以极强的提高相关金属产品的质量，并且还可以通过这种方式有效的节省一部分贵重的材料，有效的实现材料表面的复合化，不仅如此还可以切实的解决单一材料无法有效解决的问题。有着可以修复整体的优势，还可以起着节能减材的效果。

关键词：金属表面；高强度；耐热处理

金属表面的高强度耐热处理，主要指的是可在不增加或者不增加过多的成本基础之上，对于金属表面进行保护和强化的处理。尤其是对于对一些废旧的金属或者加工失误的金属工件进行高强度的耐热处理，可以切实有效的改善设备一定的质量，以及金属性能，也因此可以切实的增加产品的竞争力，使得金属产品具有更长的使用寿命以及可靠性。

1. 金属表面高强度耐热处理的定义

金属处理是目前机械制造中常常使用到的一种工艺，这种工艺并不是改变金属工件的形状，而是通过其化学成分改变物理性质。金属的高强度耐热处理可以有效的改变金属工件的性能，有效改善金属工件的使用性，金属的耐热处理可以改变金属工件内部的显微组织，从而达到了改变工件表层化学成分的目的^【1】。通过对金属工件进行热处理不仅可保留工件自身的优势，还可以通过这种热处理改善其劣势，切实提高金属工件的质量。金属工件热处理的改变并不能从肉眼感知到其变化，但是在实际运用的过程当中，却不能轻易的否定它的价值。

金属工件被人们使用到生活的各个方面，所以对于金属工件的要求不仅仅需要其物理和化学方面良好的性能，更重要的是其优秀的力学方面的性能。要想切实的实现这三个方面的性能，不仅仅需要选取合适的材料，还学要选择合适的工艺，而其中最为重要的是为不同的工件选取合适的热处理的工艺^【2】。在机械工业当中，最常被人们使用到的就是钢铁工艺，钢铁不仅仅性能优良，还非常的易于改造加工。但是没有被进行改造加工处理过的钢铁是无法被人们广泛使用的，所以对钢铁进行加工改造处理，有着非常重要的意义。对于钢铁进行加工改造，其中最为关键的一个步骤就是对钢铁进行热处理，经过热处理后的钢铁不仅可以有效的控制住复杂的显微组织，还更好的改造了性能。对金属进行热处理，除了钢铁以外，还可以对金属铝，金属镁，金属铜等等都可以进行热处理，有效的加工改造金属的性能，也因此可以更好的被人们广泛的所使用的。对金属进行表面高度的耐热处理，其实简单来讲就是对金属进行加热处理，使得金属可以改善其物理性质，具有更好的耐热性能^【3】。早在两千多年以前，古人就开始使用热处理，并且在实践当中人们通过热处理工艺来进行白口铸铁，人们也及早的了解到通过热处理可以更好的改善钢铁的性能。

2. 金属表面耐热处理的具体方法

对金属表面进行耐热处理一般有两种处理的方式。第一种，是在金属表层运用涂层技术，主要包括对金属的表层进行电镀，或者化学镀等方式，还可以在金属表面进行堆焊，又或者是热喷涂的方式进行耐热处理。第二种，主要是针对金属表层进行具体性能的改变，这样的方式可以有效地额改变金属的具体组织，以及性能。改变金属表面组织和性能的几种方式，主要包括淬火、化学反应，以及高能束表面改性等方式^【4】。

一般来说，对金属进行耐热处理的具体过程一般包括加热、保温、冷却等步骤，但这几个过程并不是一成不变的，有时不需要三个步骤，对金属单单进行加热和冷却就足以。但是无论对金属是使用三个步骤，还是两个步骤，都需要切实掌握步骤具有一定的连贯性，简单来说就是这些步骤需要连贯完成，不能间断。通常来说，对金属进行表面的耐热处理，加热是其中必不可少的步骤，所以加热也是其中最重要的步骤，具有着重要的意义^【5】。不仅如此，对金属进行表面的耐热处理，加热这一步骤具有着不同的方法，并且如果使用的方法不用，金属最后达到的效果也不一样，在实际中具体实施的步骤也不同。最开始，人们往往会使用传统的煤炭进行处理，给金属提供热源，但是由于后来电得到了极大的发展，也使得电的利用让金属的加热技术得到了突破。电的使用不仅可以更好的达到加热的效果，还可以有效的控制加热的温度，更重要的是还具有节能环保的优点，有效的避免了对环境的污染。

对金属进行加热的时候，加热的金属往往会暴露在空气当中，这对加热的金属工件的表面会产生许多不好的影响。例如金属表面会出现氧化的现象，还有脱碳的现象，这些影响都是对金属的性能非常不利的。所以在对金属进行加热时，可以切实的控制环境，在一种保护环境、真空当中，或者一些可控的环境当中进行加热处理，也可以对金属进行包装，又或者涂料后进行加热。其次，冷却也是整个热处理工艺当中，重要的一个步骤，冷却的方式也是很多的，需要根据不同的工艺选择金属的冷却方式，其中最为主要的是控制金属冷却的速度。冷却的方式当中，退火冷却的速度是最慢的，而正火冷却的方式是较快的，最快的是淬火冷却，但是需要根据金属性能要求来选择不同的冷却方式。

3. 金属表面的高强度耐热处理

金属表面的热处理，简单来说就是对金属工件进行加热后，改变其金属表面的力学性能。金属的热处理工艺仅仅是加热金属表面的，并不需要将热量导入到金属的内部，所以这也对使用的热源有一定的要求，热源必须具有非常高的热量密度，仅仅在金属表面给工件一个极大的热能，这需要给工件表层一个瞬时的高温。对金属进行表面的热处理的方式主要有两种，其一是火焰淬火，其二是感应加热的热处理，而常常使用到的热源有氧乙炔或者是杨丙烷等火焰，还有感应电流和激光等等。对金属表面进行高强度的耐热处理，简单来说就是在常规的耐热基础之上加强强度，从而更好的优化效果^【6】。

提高金属强度的几种途径：第一，是进行热处理工艺，主要是按照一定的要求对金属所需要的性能和组织进行热处理，主要用到淬火回正火的方式。例如，对汽车零件的进行处理，不仅仅要保留内部的韧性，还要提高表面的强度，就需要用到这种方式。第二，对金属表面进行喷丸处理，也可以有效的提高金属强度。这种方式主要是通过弹丸流喷射到金属弹簧的表面，可以使得弹簧表面发生一定的变形，形成了具有一定厚度的氧化层，这样的方式可以有效的提高弹簧的疲劳强度。第三，晶界强化，这种方式主要是通过有效控制轧制和控制冷却的方式，有效的获得细小的晶粒，这可以有效的提高金属的硬度，以及耐磨性。第四，位错强化，这主要是将一些单晶的物质来提升较高的强度和硬度，通过减少位错，可以有效的提升金属的强度。第五，通过一定的形变以及时效析出一些化合物，可以有效的提高金属的强度。就例如，当合金进行淬火后变成饱和的固溶体之后，将这种固溶体放到适当的温度之下静置一段时间之后，可以切实的提高合金的硬度和强度。

结束语：

综上所述，金属处理是目前机械制造当中常常使用到的一种工艺，这种工艺并不是改变金属工件的形状，而是通过一定的热处理改变物理性质，这样的方式已经被人们运用了很久，可以有效的改善金属的性能。

参考文献：

【1】李冉, 崔钰奇, 陈昱龙. 金属表面的高强度耐热处理[J]. 世界有色金属, 2016(19):169+171.

【2】刘树仁. 高强度耐热强的硼化金属氧化锆复合陶瓷[J]. 中国有色冶金, 1986(03):68+11.

【3】姜波, 李凤华, 孙涛, & 刘君婷. (0). 一种能保持钛合金高强度的表面渗硼的方法.

【4】索采夫. 金属加热用保护涂层[M]. 机械工业出版社, 1979.

【5】符长璞. 金属加热保护涂料保护原理及应用[J]. 热处理, 1998(3):27-32.

【6】栗秀娟. (2012). 生物质混煤燃烧对金属受热面的腐蚀特性研究. (Doctoral dissertation, 山东大学).