金属材料热处理工艺与技术分析

金属材料热处理工艺与技术分析

顾健健

身份证号：320582198706240819

摘要：在经济发展的同时，由于目前的金属材料加工技术水平的提高，各种处理方法的选择也日益增多，而热处理技术作为一种比较传统的处理方法，也得到了很好的发展。从目前的热处理工艺需求来看，热加工技术也是一个很大的挑战，要掌握好金属材料的耐久性、硬度、疲劳性等诸多因素，从而提高热处理工艺的精确度，从而达到最佳的效果。

关键词：金属材料；热处理；工艺与技术

引言

工业发展日新月异，但国的金属材料热处理包括自动化和专业化等技术水平都比较落后。各种不达标状况相继发生。尤其对于我国金属材料热处理工艺来说，工业制品没有相当的耐用性，因此热处理工艺是提升各种金属材料优良性能的重要方式。提高了相关工业制品的质量。从而也就达到了节能环保的要求。但是要达到这些要求所需要的程度，力学专家，物理学专家和化学专家是必不可少的。这就要求相关工作人员加大对新技术的开发建设，包括外部组织和内部结构的全面探索。为了减少能耗可以采用气体燃料和液体燃料，新型燃料方式提高金属材料的热技术工艺处理水平。

1.金属热处理工艺概念介绍及主要性能

1.1金属热处理工艺概念

金属材料的热处理是一种非常重要的方法，通过对产品进行适当的热处理，可以去除由于温度过高而造成的缺陷，从而提高了材料的内部组织和结构，从而提高了材料的性能，消除了化学成分的不均匀，降低了材料内部的残余应力，从而提高了组织和性能。1863年，英国的钢材由于受热和温度下降，其内部的组织发生了改变，其中的高温相会在经过淬火后变成硬态，英国的专家们发现，当温度升高时，钢材的内部会发生改变，从而证明了钢材在经过淬火后会逐渐变硬。渐渐地，人们也发现了，在加热的时候，可以起到一种保护作用，防止它与氧气发生反应，从而降低钢材的碳含量。20世纪60年代，采用等离子场作用的热处理技术发展出离子氮碳共渗和低温氮化处理。目前已有很多种不同的热处理方法，如加热到一定温度后，温度缓慢下降，加热到一定温度后，温度很快下降，温度下降，温度下降，温度降低，表面机械性质发生变化。对热处理这一概念，不能一概而论，而是有具体的分类。金属热处理过程大致可以分为三个阶段：第一阶段是淬火阶段，即通过冷却水快速冷却，在轧制过程中产生马氏体组织，从而提高产品的强度和硬度；第二个步骤是回火，淬火后的钢，表面的温度要比内部的温度低，这时候，内部的热量就会被传导到外面，从而导致表面的温度上升。因为它的加热是从钢的内部产生的，所以又叫自回火；第三部分为冷却阶段，在经过自动回火处理后，其表面和内部的温度逐渐接近，而在内层中的奥氏体则会发生等温转变，从而形成最终的金相结构。一般采用表面热处理、局部热处理和化学热处理三种工艺。其中，表面热处理包括雷射、感应加热和火焰淬火；而一般的渗碳、氮化、金属渗、复合渗等都是化学热处理。

1.2金属材料的主要性能

在探讨和分析有关金属材料特性时，一般都是从以下三个方面来展开。所谓的金属耐用性，就是指金属在使用过程中，不可避免的会被腐蚀，包括应力和裂缝，所以，从这种情况来看，金属材料的耐用性就会变得更强。所谓的硬度，就是指它的抗性，这是一种特殊的金属，一般来说，越是坚硬的金属，其抗性就越强，使用的范围也就越广。我们把它叫做疲劳性能。这是一种特殊的现象，它是一种特殊的金属，在承受了持续的压力之后，会出现一些非常明显的裂纹，这是一种特殊的金属。然而，金属材料自身的应力尚未达到临界值。但是，如果长期承受外力的影响，会导致金属材料的折断，甚至是严重的损伤。

2.金属材料热处理变形的主要原因

虽然在金属加工技术上有了长足的发展，但是对于金属零件的整体性能和品质的要求却是越来越高，而且加工和加工技术也在不断地进步和完善，在热处理时，首先要将金属材料加热到一个特定的温度，这就使得金属材料的内部应力引起的塑性变形是无法避免的。由于工艺、设备、金属材质等原因，加热不均匀，温度急剧变化，造成金属构件内的局部残余应力，从而造成了金属构件的变形和断裂。这是由于热膨胀和收缩不同步造成的，工业上称之为塑性变形；除塑性形变之外，还存在着比例形变。由于工件尺寸、外形、材质中的碳、合金元素等因素的差别，以及热处理过程中的比例的不同，会使金属发生变形。同时，对金属制品进行热处理可以提高其机械性能和加工性能。

3.金属材料热处理新工艺与技术

近几年来，各种金属材料的热处理技术不断涌现，其优越性非常显著，不仅在节能减排方面取得了显著的效果，同时也大大改善了材料的材质，避免了材料的变形，延长了产品的使用寿命，使其耐腐蚀、抗氧化、高硬度、高性能。例如离子束表面改性，强淬火工艺等。新的金属材料热处理技术可以有效地改善工件的综合性能，使材料加工精度得到提高，从而极大地解决了传统热处理技术的缺陷。

3.1激光热处理技术

激光热处理是一种应用于金属的热处理工艺。由于激光具有很强的穿透能力，可以达到其它热处理方法无法达到的目的，从而提高了金属材料的表面硬度和性能。采用微机控制的激光热处理工艺，可以极大地提高生产效率，达到热处理的自动化程度。

3.2真空热处理技术

采用真空技术对金属材料进行热处理，能够缩短生产周期，提高生产效率，降低有害气体的排放，节约能源，保护环境。在某些发达国家，对真空热处理工艺进行了不断的探索与创新，以采用惰性气体作为加热介质，提高了热处理的效率。

3.3振动时效处理技术

振动时效技术是利用振动机理使金属材料的特性得到稳定，从而达到防止金属材料发生变形的目的。利用计算机对振动时效工艺进行监测，不仅缩短了工艺周期，而且提高了工作效率，而且可以节约成本，节约能源，解决了常规热处理工艺存在的问题。

3.4热处理CAD技术

热处理 CAD是一项比较先进的现代工艺，它的工作原理是由计算机先模拟，然后由智能控制来实现。在金属材料 CAD工艺中，工作人员通常都会在电脑上进行计算机仿真，通过仿真，分析和研究热处理工艺，制定相应的工艺，改进 CAD技术。热处理 CAD技术在金属材料热处理工艺中的应用，可以预测出热处理的效果，并针对这些问题提出相应的对策，以防止出现更多的问题。

3.5化学处理薄层渗透技术

所谓的“化学处理”，就是将金属表面的化学处理方法，通过化学热处理，将其表面进行薄层渗入，这样可以有效的增强金属的韧性。最重要的是，在化学处理的时候，可以大大的减少金属的废料，降低产品的生产成本，并降低对环境的污染。而且，通过化学热处理，可以让金属的性质发生变化，而不会深入到金属内部，从而大大提高处理的效率。

3.6超硬涂层技术

超硬涂料技术是将表面的金属表面进行表面处理，而不对其内部进行任何加工。在已有的金属材料热处理工艺中，最便捷、最快速的方法就是实际应用，因而在当前金属材料的热处理中使用最广泛。利用超硬涂料技术，可以有效地改善金属材料的表面硬度，从而使制品具有更好的耐久性。另外，超硬涂料技术在提高金属材料的性能上也有很大的优越性。当前，由于科技水平的提高，超硬涂层技术也得到了迅速的发展。

结语

总之，热处理技术与工艺在金属加工中起着举足轻重的作用，使其充分利用，是目前金属加工中的一个关键问题。文章从各种性能的角度，论述了热处理对金属材料性能的影响，并对目前常用的热处理技术做了简单的介绍，以供有关人员参考。同时，也期望今后的研究人员和工作者能够继续完善技术，以达到更好的效果。

参考文献

[1]邹德祥. 试论金属材料热处理工艺与技术展望[J]. 机电信息， 2010（12）：2.

[2]杨雪婷. 浅谈金属材料热处理工艺与技术展望[J]. 技术与市场， 2016， 23（11）：1.