热处理工艺在金属材料回收中的控制作用

发表时间:2019/12/18   来源:《基层建设》2019年第26期   作者:嵇文青
[导读] 摘要:目前,现代化建设发展迅速,我国的现代化建设也日新月异。
        中国航发常州兰翔机械有限责任公司  江苏常州  213022
        摘要:目前,现代化建设发展迅速,我国的现代化建设也日新月异。我国是较早运用金属材料的国家之一,随着相关技术的进一步发展及市场的实际需求,金属材料及热处理技术有了进一步提升,为我国工业化快速发展起到了巨大的推进作用,涉及到具体发展内容上主要包括石油化工、航天航空及冶金等。同时,这些行业的快速发展,也是我国金属材料及热处理技术提升的一个重要标志。伴随现代技术的不断更替,人们对于金属制品也提出了更高的要求,具体到实际生产过程中,热处理工艺的选择与金属材料有着密切的联系,因此,要想获得良好的生产工艺效果,则要科学处理好金属材料与热处理之间的工艺关系,并在实际产品制作中做好科学的判断。
        关键词:热处理工艺;金属材料回收;控制作用
        引言
        借助制定的含氢催化剂,在一个压力极其低的环境中,将金属热处理反应产生的一系列尾气产物(包括二氧化硫、硫化碳等),转化为硫化氢,并用醇胺溶液处理干净,这样的过程叫做加氢还原吸收工艺。在冶金反应的过程中,氢气主要是为了将二氧化硫反应成硫化氢,氢气是这套反应流程的重心之一,它很大程度上决定了反应金属热处理成本以及生产率。随着科技的发展,各种在线分析仪逐渐取代了人工法,可以更加合理地进行配比反应,降低能耗、提高工作效率。
        1金属材料热处理工艺的应用及其优势分析
        1.1金属材料热处理工艺的应用
        金属材料热处理分为四个种类:退火、正火、淬火、回火。热处理过程是将材料加热到某温度,保温一定时间,以适当的方式冷却,从而获得某种特定的组织,或释放材料的内应力,以此改变材料的各项性能或改善其尺寸稳定性。
        1.2金属材料热处理工艺优势
        提高各项性能:热处理过程使金属材料经过多重方式的淬炼,改善材料组织,消除内应力,提高强度,增加韧性,有助于其在工业生产中得到更有效的利用。帮助成型:在热处理过程中,材料的组织发生改变,例如形成固溶体,材料得到一定程度的软化,降低了成型难度,工业生产中可根据实际需求对金属材料进行热处理以利于后续变形加工,制作更为精密,尺寸稳定性更好的零部件。延长金属材料的使用寿命:金属材料热处理工艺的应用,从根本上提升其力学性能,帮助其提高抵抗局部塑性形变的能力或抵制表面损伤,有效避免金属材料断裂问题,真正延长材料的使用寿命,降低工业生产成本,获取更高的经济效益。
        2金属材料的特性
        (1)塑性。塑性是指金属材料在外力作用下,产生的永久变形的能力。在实际应用中,当金属制品受到外力作用时,会发生不同程度的塑性变形,材料的延展性或收缩性越好,则表示该金属材料的塑性越强,即该金属在实际使用中能够承受更大程度的变形及外力作用。因而,对于塑性材料较好的金属产品,不仅具有较好的使用价值,而且在工作中由于受力过大而产生明显塑性变形,使材料的使用更安全。(2)硬度。金属材料在受到外力作用时,其抵抗塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度,这是金属材料的一个重要特性。一般而言,金属材料的硬度越高,则表示其抵抗变形力越强。同时,金属材料的硬度与其具有的塑性也具有一定关系,当金属材料的硬度越高、强度越大,则其塑性也就越差,这表示其具有的抗变能力越强。(3)耐久性。金属材料的耐久性,是与金属材料的受腐蚀情况相对应的。金属材料在实际应用中,会不可避免受到不同程度的腐蚀,主要涉及到应力腐蚀、缝隙腐蚀及均匀腐蚀几种形态。这个过程中,金属材料的受腐蚀性情况越小,代表其耐久性就越强。


        3常用的、比较有前景的金属材料热处理工艺
        3.1H2在还原吸收法中的应用
        还原吸收法的精髓,就在于将反应过程中除了硫化氢之外的物质,通过加氢处理,转变为硫化氢,再用相应的溶剂吸收,这样可以符合规定的排放。在过程气中,除了硫化氢,主要有二氧化硫,硫单质,二硫化碳,一氧化碳等,这几个也是会适当的消耗氢气,其中二硫化碳在尾气处理的时候,会转化为硫化氢和羰基硫,因此消耗过程中的氢气浓度,是该反应的重点。当我们采用的金属热处理工艺进行制硫的时候,除了硫化氢之外的物质,都要经过加氢反应,转化为硫化氢,从数据来看,最多需要氢气的摩尔含量为1.141%。由此可见,只要金属热处理工艺可以平稳进行,发生装置中生成的H2可以满足整体的需要,顺利地进行还原吸收反应。同时,通过控制制硫过程中的硫化氢和二氧化硫的配比,可以实现制硫过程中的转化率最大化,当两者配比为二比一的时候,转化率一般是最大。
        3.2淬火工艺
        技术人员可以现有的淬火工艺作为基础,提升淬火工艺。科学控制淬火速度,例如将550℃~650℃中的冷却速度提高到1100℃/s,在200℃~300℃间时稳定淬火冷却的速度,在对碳钢进行淬火冷却时我们可以选取盐水或者碱水作为介质,也可以选用普通水。但是由于水在550℃~650℃之间的冷却速度为600℃/s,所以在200℃~300℃之间时冷却速度依旧较快,能达到将近270℃/s,金属材料在这期间进行马氏体转变的话会因为过高的冷却速度导致金属材料出现变形开裂情况。所以我们可以在水中添加适量的盐或者碱,把500℃~650℃之间冷却速度增加到1100℃/s,但是在200℃~300℃之间时冷却速度基本不变,因此水、盐水或者碱水常作为碳钢的淬火冷却介质。
        3.3表面渗层处理技术
        表面渗层处理技术是将化学元素渗入工件表层,从而达到改善金属工件性能的目的。如将工件放置在含有碳、氮或其他合金元素的介质中加热,使碳、氮等元素能渗入工件表层,达到改善工件耐磨性、亮度和光洁度的目的。在对材料进行表面渗层处理时,首先通过化学热处理方法,对材料实施渗层处理,从而达到提高金属材料塑韧性的目的。通过表面渗层处理,可以有效提高金属材料的使用率,降低材料浪费问题,从而实现对产品生产成本的有效控制。除此之外,这种工艺污染较少,对周边环境的影响较小。
        3.4振动时效处理技术
        振动时效处理技术是通过机械振动(如超声波)的方式消除、降低或均匀工件内残余应力的工艺,又称振动消除应力法。这种工艺是利用振动原理,对金属材料进行的热处理。振动时效处理后,能提高金属材料的稳定性,并且可以有效控制材料的变形情况。此外,振动时效处理是在计算机设备的控制与监督之下有效进行的,该热处理方法可以达到一种自动化的控制状态,金属材料的生产效率和产品质量得以改善,从而有效降低企业的生产成本,更易于实现绿色制造。
        结语
        综上所述,我们对作用金属材料热处理变形的要素进行研究,探讨相关的控制措施能够帮助我们实现科学的控制金属材料热处理变形量,有效的推动热处理在金属材料的实践生产中的普遍应用,并确保生产的高效性。因此,相关研究人员要坚持对这些控制作用要素进行研究,并总结相关实验经验,通过对金属材料热处理变形的作用要素进行全面的分析,在遵循科学性,易操作性,合理性原则基础之上,根据实际操作情况,通过各项合理的控制处理措施推进有效开展金属材料的热处理工作。
        参考文献:
        [1]蔡富强,胡发贵,晁志勇.金属材料热处理变形的影响因素及控制策略[J].世界有色金属,2018,501(09):258-259.
        [2]王利荣.浅谈金属材料热处理变形的影响要素及控制策略[J].世界有色金属,2018,501(09):258-259.
        [3]由建行.热处理变形在金属材料的影响因素和减小措施[J].世界有色金属,2016(16):94-95.
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