探究金属材料热处理的影响因素

发表时间:2021/4/15   来源:《当代电力文化》2020年28期   作者:申保发
[导读] 在当前的工业生产中,金属材料需要满足多样化和专业化的需求,

        申保发
        华能新疆吉木萨尔发电有限公司 新疆昌吉回族自治州 831110
        摘要:在当前的工业生产中,金属材料需要满足多样化和专业化的需求,相关企业在金属材料的加工中融入了热处理技术,利用这种技术方式,对金属材料的内部结构,展开有效的调整和优化,进而达到提升材料自身性能的目的。本文分析研究了金属材料热处理的影响因素,以及解决办法,以此来提高在金属材料加工当中的难题。
        关键词:金属材料;热处理;影响因素;控制策略
        在金属加工制造领域,热处理技术应用相当普遍,改善了金属材料的物理及化学性质,使之内部结构发生了改变和优化,其性能大幅提升,满足了多样化的应用需求。但是在具体的操作实践中,金属材料热处理对整个工作环境及技术应用有着极高要求,需结合实际情况对其操作工艺进行创新优化,减少金属材料热处理,进而推动金属加工制造行业发展。
1 金属材料热处理工艺
         金属材料由不同的元素组成,具有不稳定性。金属材料热处理工艺,可以大幅度提高金属的耐磨性、强度、硬度、抗疲劳性等,满足对金属材料不同的使用要求。金属材料热处理工艺,改变金属的硬度、导热性、导磁性,柔韧性和延展性等属性,不同的热处理技术可以获得理想的金属材料,助力工业化发展。
         淬火工艺可以提高金属材料的强硬度和耐磨性,因而在现代机械制造工业应用广泛。淬火工艺是金属材料热处理的重要工艺,为了适应对金属材料的不同需求,孕育而生各种猝火工艺来满足需要。例如,临汾职业技术学院在焊接某些合金钢时,热影响区中可能发生淬火现象而变硬,在焊接接头冷却到较低温度时,造成局部压力导致性能脆化,导致变形或开裂。在淬火钢回火后,可以调整和稳定金属的结晶组织,获得要求的强度、硬度满足使用需求。随着科学技术的不断发展和测试技术的不断完善,中碳钢淬火的断裂韧性比普通淬火的几乎提高一倍,应对其采用快速、短时加热。在淬火工艺中,马氏体板条外面包着一层厚100~200朋残余奥氏体,采用快速淬火,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。
2 金属材料热处理的影响因素
        2.1 时效与冷处理
        在金属材料热处理过程中,低温回火情况的出现,时效也是一项重要的影响因素,低温回火与时效会导致马氏体分解与碳化物析出的情况出现,缩小金属材料体积。应力松弛情况的出现,会导致金属材料畸形。在冷处理方式下,金属材料中残存的奥氏体会向马氏体转变,导致金属材料体积变化,最终出现问题。
        2.2 原始组织与应力状态
        在淬火之前,金属材料会受到关联原始组织的影响,包括碳化物数量、形态以及合金元素纤维方向等。在调质处理后,热处理是变形得以缩减,金属材料淬火变形更具规律性,便于控制热处理变形。化学热处理方式的应用,能够对金属材料表层部分性能加以改善,比如提升表层抗氧化功能以及耐磨性等。化学热处理深度应当处于标准范围内,若保证实现渗透层,需要在化学热处理后进行磨削加工,由于金属材料性能较差,很难处理化学热处理过程中的变形问题。
3 金属材料热处理技术
        3.1 振动处理技术
         顾名思义将振动器上获得的方向和动压力,转嫁到金属材料中,这种力量可以使金属材料在振动力的作用下使内应力得到抵消,极大的提高了金属材料的延展性和柔韧性,使其更加稳定。通过不激烈的加工方式,使金属受力更加均匀,在不改变金属结构的前提下,实现微量变形。

振动器技术较传统热处理技术更能增加金属的柔韧性和延展性,借助外力不激烈加工方式,未改变金属材料的自身机体,增加金属的适应力,减小受热时断裂和变形概率。并且该项技术普及率较高,易于工人操作、生产效果較好、能源消耗低、生产周期短、节约生产成本。例如,临汾职业技术学院将振动处理技术和计算机相结合,通过对计算机软件的数据编辑,将所需要的产品结果录入,计算机通过计算精准的控制振动器,又好又快的完成要求任务,提升生产质量效率,缩短生产时间,节约人力物力[1]。振动处理技术发展较快、技术比较成熟、使用成本较低、为企业减能增效,节能减排起到了良好的示范和带头作用。
        3.2 超硬涂层处理技术
         在金属表面通过涂层技术处理,使金属增强硬度、耐磨、防腐蚀等能力。涂层技术降低金属材料与外界的接触,且不降低金属机体的韧性,通过降低金属机体之间的摩擦提高金属的使用寿命。例如,临汾职业技术学院教师在实验中发现,不同的涂层可以根据不同的使用环境灵活运用,在刀具的加工中,涂层本身的热传导系数比金属基体要低得多,在不改变金属成分的前提下,涂层技术能有效增加刀具等金属的硬度和韧度,减少摩擦中所产生的热量,从而提高刀具的产品质量和性能。同时超硬涂层技术的应用十分灵活,不受金属材料的限制,可根据实际情况和要求采取不同涂层,满足金属材料理想应用。结合计算机能实现对生产过程中涂层含量的控制,提升工作效率,在行业中的应用十分广泛[2]。
        3.3 化学渗透处理技术
         化学薄层渗透技术是将化学成分渗透到金属机体,从而改变金属的表层形态,这种技术较为简便,与传统热化学处理模式不同,对化学材料的渗透时间和渗透方法没有特定要求,因该技术对于改变金属材料机体较为迅速。该技术较简单,具有成本低、效果好、节能减排等优势特点。例如,临汾职业技术学院在化学课上,通过使用化学薄层渗透技术渗透到金属表层,与金属发生反应,使金属添加化学特质,增加其耐腐蚀性、耐磨、耐老化、耐油、耐水、耐老化等多种特点,使金属的应用范围更广,应对不同的使用场景。目前该技术发展前景广阔,技术普及率高,操作简便,能提高金属材料处理时限和质量。
        3.4 激光处理技术
         激光有着集中性、能量性,方向性等优势,十分适用于金属材料的热处理。运用激光进行局部或整体照射,通过热传导,改变金属原有结构。激光热处理技术,主要运用激光穿透性强的特点,这种方式比传统淬火技术控制的更加精准,且加工出的金属表面硬度更高,激光热处理的铸铁金属,其硬度从HB230提高到HB680,使用寿命成倍提升。对于激光加热技术,较传统技术灵活性更高,操作更简单易于控制。当激光加热结束时,因为快速加热时金属机体大体积中仍保持较低温度,故被加热区域可以通过金属本身迅速冷却,从而实现淬火等热处理效果。例如,临汾职业技术学院将计算机与激光热处理技术相结合,研发出相应的软件对激光进行控制。经过计算机的精准测算和控制,实现全自动化,大大提高了生产效率和生产质量,降低学习和使用成本,提升生产效率,实现自动化的准确批量生产。为金属材料热处理工艺提供了宝贵的理论知识,和实际经验。
4 结论
         综上所述,金属热处理技术所处的地位和重要价值不言而喻,有关部门应加大对金属热处理技术的科研力度,要在金属材料和热处理工艺技术间进行分析,通过对具体技术的研究,确定优势和应用方法。
参考文献:
        [1]崔波.金属材料热处理工艺与技术分析[J].世界有色金属,2018(20):211-212.
  [2]钱宏义,钱文勇.金属材料热处理工艺与技术分析[J].科技风,2018(33):104.                [3]王玉辰.金属材料热处理的影响因素和控制策略[J].山东工业技术,2019(02):59.
        
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