金屬材料與熱處理工藝關(guān)系探索分析

林清

摘 要：在工業(yè)生產(chǎn)中，為了最大限度地發(fā)揮金屬材料的性能和功能。在設計工作中就要對熱處理工藝和金屬材料之間的關(guān)系進行分析。如果熱處理條件不合理對于體基礎材料的機械性能的提升是不利的，因此設計人員要根據(jù)熱處理工藝的要求和金屬材料的成分進行相應的關(guān)系的論證，從而合理安排工藝流程，才能得到較好的效果。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理工藝;關(guān)系探索

目前在進行工業(yè)生產(chǎn)中，金屬材料中多包括鐵鋁銅面鋅錳等等。金屬材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，除了金屬原子之間的結(jié)合，還有原子在空間排列方式，無論是排列方式還是原子之間的結(jié)合，都會產(chǎn)生密切的關(guān)系。由于排列方式和結(jié)合方式的不同，使得基礎的性能也會不同。因此進行金屬材料熱處理的時候，要根據(jù)金屬的性能進行論證。例如金屬工件在放在一定的介質(zhì)中，或者加熱到一定的溫度的時候，就會發(fā)生不同的介質(zhì)速度，不同介質(zhì)冷卻的速度也會對金屬材料表面的組織結(jié)構(gòu)進行改變。此時采用相應的熱處理工藝，不僅能夠改變金屬的原子排列，還能改變其機械性能和組織結(jié)構(gòu)。要根據(jù)工程技術(shù)的需要，進行相應的熱處理條件的設置和分析。根據(jù)金屬材料的性能，以及其與熱處理工藝的關(guān)系，來判定使用哪一種熱處理，工藝更為適宜，以此提高材料的機械性能。

1 金屬材料與熱處理關(guān)系

金屬材料在與熱處理工藝之間進行加工的時候，切削工藝的施工好壞對于提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大關(guān)系。在切削過程中切削的刀具切削的條件，被切削的材料，都各自會有不同的變化，環(huán)境條件的不同還會產(chǎn)生不同程度的金屬變形以及光潔度。如果進行預先熱處理的話，對于半成品或者是各種鑄鍛焊工件的毛坯，進行冶金熱加工過程中產(chǎn)生的熱量可以進行消除，就可能會產(chǎn)生很好的組織狀態(tài)。因此通過提高零件的切削性能，保證材料的切削精度，從而使得最佳切削性能能夠體現(xiàn)出熱處理工藝的水平。[1]

對于材料進行切削加工，如果硬度偏低，還會產(chǎn)生粘刀現(xiàn)象，對于被加工零件的表面光潔度也會產(chǎn)生降低。此時如果對金屬材料進行不完全淬火處理，還會形成粘合的傾向性減少的問題。因此應該經(jīng)過先強化處理，然后再切削加工。這種方式，得到的晶力均勻性較強，切削性能能夠得到改善，機械加工精度會不斷提高，形成最終的熱處理效果。

2 金屬材料的切邊衡量和熱處理溫度關(guān)系

需要對材料在減輕應力作用下的力學性能指標進行分析。例如在變形比例極限范圍內(nèi)，計算出機應力和切應變的比值這些比值可以表現(xiàn)出材料的剛性，墻模量大的特性，經(jīng)過熱處理，材料本身的物理性質(zhì)會發(fā)生改變。結(jié)合實驗可以發(fā)現(xiàn)設計計算的伸長量和彈簧的實際生產(chǎn)量會有一定的誤差。因此在工業(yè)生產(chǎn)中，分析了金屬材料切邊模量變化和熱處理的關(guān)系之后，使用材料的切分磨料和彈簧磨料進行相應的設計計算，通過計算，對加工后的成品談話，進行熱繞成形工藝的實施。對于影響原子間結(jié)合力的因素，應結(jié)合原子間結(jié)合力的數(shù)值，根據(jù)材料彈性模量的大小進行相應的形變。[2]

溫度和組織的設計，保證經(jīng)過熱處理后即便是材料溫度即使發(fā)生了變化，材料彈性模量也不會發(fā)生太大的變化。

3 金屬材料的斷裂韌性和熱處理溫度的關(guān)系

為了提高基礎鍛煉韌性，任何材料都應該對于裂紋和數(shù)量進行斷裂力學的分析。為了防止在外力條件下鍛煉韌性不斷降低，應該對于金屬晶體中基礎組織的細細化以及材料的強韌性進行論證，得到的結(jié)果能夠作為熱處理后再結(jié)晶獲得的參考。在一定的應力和變形溫度條件下，當冷變形金屬加熱到足夠高的溫度之后，不同溫度對基礎的再結(jié)晶效果好壞，會導致發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。

通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，在鋼坯料上進行小圓柱的切割，經(jīng)過加工之后，選擇700度、800度、900度、1000度不等，不同溫度達到之后，此時熱模擬實驗機上金屬材料的壓縮變形也會發(fā)生不同百分比。在壓縮后的式樣經(jīng)過沿軸線切割拋開之后，用化學物質(zhì)顯示晶體變形的過程，可以開始向等軸晶粒的形狀進行變化。此時晶粒突然變得細小，幾乎全部成為等軸晶體，晶體度可以達到Y(jié)B12級，再接近晶核的形成與長大，需要進行原子的擴散，此時將變形金屬進行加熱，使原子發(fā)生激活并且遷移，通過對熱處理的控制，提高了基礎材料的斷裂韌性。

4 金屬材料抗應力腐蝕開裂與熱處理應力關(guān)系

金屬在加熱的時候，由于特定的腐蝕環(huán)境和拉伸應力共同作用下，容易產(chǎn)生應力腐蝕開裂。為了改變材料內(nèi)部的組織和性能，可以進行相應的金屬熱處理中的參與應力，和形成裂紋之間的關(guān)系分析。通過對材料內(nèi)部的組織和性能的處理，改變金屬熱應力和相應盈利。在熱應力的作用下，收縮表面，使得受拉應力在熱處理過程中產(chǎn)生馬氏體轉(zhuǎn)變。通過實驗我們可以看到金屬熱處理中淬火冷卻速度能夠影響淬火質(zhì)量，并且最終決定殘余應力。[3]

為了達到淬火的目的，加快淬火冷卻速度，抑制重力效果，這樣做能夠增加組織應力作用下的熱應力值，減少工件表面上的熱應力，盡量減小截面溫差和潔面中心部位金屬的收縮，從而達到抑制脆裂和減小應力值的目標。上表就是抗蝕耐熱鎳基合金的化學成分，從上表可以看到相應的鐵、鈷等強化鎳基合金的元素。[4]

5 軸承蓋真空熱處理工藝

以軸承蓋環(huán)行結(jié)構(gòu)的熱處理工藝為例，在進行檢查的時候，首先進行了零件的標識、材料、外觀、數(shù)量等的檢查，沒有發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量問題，用清洗劑將零件清洗干凈后，裝入爐中，淬火。溫度速率很快升高到600攝氏度，此時進行了200分鐘的保溫，降低油溫之后，進行了零件的清洗和防護，干燥后涂上了防銹劑。進行相應的硬度值的記錄，形成了成品零件的原始記錄。

在熱處理過程中，由于淬火的速度過快，發(fā)生了高溫段內(nèi)的冷卻，就殘余應力而言，這是抵消了組織應力之后產(chǎn)生的熱應力值導致的結(jié)果，因此減少工件表面的拉應力，達到了抑制縱裂的目的。并且對截面溫度進行了相應的金屬收縮，之后，產(chǎn)生了抑制淬裂的效果。

6 結(jié)語

企業(yè)進行生產(chǎn)和金屬加工，為了保障產(chǎn)品質(zhì)量，就必須要對金屬材料和熱處理工藝路線進行熟練地掌控，遵循企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量第一的原則，保證企業(yè)的產(chǎn)品能夠產(chǎn)生效益，從而體現(xiàn)企業(yè)的價值。因此進行生產(chǎn)的時候，必須遵循國家有關(guān)規(guī)定，把握好金屬材料的性能和熱處理工藝的之間的關(guān)系，從而保證機械臨界制造占有重要地位，提高金屬零件的制造水平。

參考文獻：

[1]李春雷.熱處理工藝中溫度及應力與金屬材料的關(guān)系探討[J].中國金屬通報，2018，（3）：110，112.

[2]劉亞光.對金屬材料與熱處理工藝關(guān)系的研究[J].知識文庫，2017，（18）.

[3]鄭倩.淺談金屬材料與熱處理工藝的關(guān)系[J].科技創(chuàng)新與應用，2016，（15）：130.

[4]董文，姜秋月.金屬材料與熱處理工藝關(guān)系的探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（22）：10.

[5]張佳.有關(guān)熱處理對金屬材料機械性能影響的探討[J].建筑工程技術(shù)與設計，2017，（24）：4048.

[6]趙建剛.熱處理工藝中溫度及應力與金屬材料的關(guān)系探討[J].大陸橋視野，2016，（12）：119.