金屬材料特性及合金元素對(duì)熱處理性能的影響

姚洪利

摘? 要：在工業(yè)生產(chǎn)制造中，要想提高材料的質(zhì)量，改善相關(guān)機(jī)械的性能，就要對(duì)其進(jìn)行合理的熱處理工藝，只有采用合適的熱處理工藝才能將機(jī)械材料的性能進(jìn)行改變，要是沒有選用合適的熱處理工藝，就會(huì)導(dǎo)致原機(jī)械材料的性能遭到損害，因此相關(guān)企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境中脫穎而出，就要加強(qiáng)對(duì)各種金屬材料性能的認(rèn)知和了解，同時(shí)還要加強(qiáng)了解各種合金元素與熱處理性能的影響，只有這樣才能提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，所以本文就金屬材料特性及合金元素對(duì)熱處理性能的影響進(jìn)行分析討論，促使金屬材料達(dá)到最佳使用狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：金屬材料特性;合金元素;熱處理性能;影響

前言：

在工業(yè)生產(chǎn)中，要想提高各種金屬材料的性能，就要采取科學(xué)合理的熱處理處理方式。隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，各行各業(yè)都得到了較好的發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域也是此，隨著工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，相關(guān)企業(yè)對(duì)各種金屬材料的性能又提出了更高的要求，為了獲取更加符合各行各業(yè)的材料性能需求，相關(guān)科研人員及科研企業(yè)加強(qiáng)了對(duì)金屬性能的研究與探索，從而促使金屬性能得到進(jìn)一步的提升。

一、金屬材料相關(guān)介紹

（一）金屬材料定義及作用

金屬材料是由金屬元素構(gòu)成的。金屬材料在工業(yè)制造中應(yīng)用的較為廣泛，但要注意的是，金屬氧化物不屬于金屬材料。除此之外，金屬材料還具有較多的優(yōu)勢(shì)，不僅有較好的抗御能力、抗韌性強(qiáng)，而且還具有較好的導(dǎo)電性能，因此金屬材料對(duì)工業(yè)的發(fā)展有著重大的影響。

（二）金屬材料的分類及特性

金屬材料分為：黑色金屬、有色金屬及特種金屬材料，其中黑色金屬又叫鋼鐵材料，像鑄鐵、不銹鋼工業(yè)純鐵等;有色金屬是指除了鐵、錳、鉻等元素以外的金屬，它被分為輕金屬、重金屬、稀有金屬、稀土金屬等，一般的純金屬與有色金屬相比，有色金屬的強(qiáng)度更高，并且有色金屬的電阻大且電阻溫度系數(shù)不高;特種金屬材料包括結(jié)構(gòu)金屬材料及功能金屬材料。除此之外，金屬材料還包含非晶態(tài)金屬材料，像微晶、納米晶等，同時(shí)還有耐磨、減震、隱身、抗氫等特殊功能合金。

二、合金元素對(duì)熱處理性能的影響

（一）金屬材料與熱處理存在斷裂韌性關(guān)系

在工業(yè)生產(chǎn)制造中，金屬材料經(jīng)常會(huì)薈萃先外殼斷裂等情況，因此在進(jìn)行金屬加工時(shí)，要充分利用外力的作用來提升金屬材料的斷裂韌性，主要是因?yàn)榻饘僦邪^多的錯(cuò)位金屬晶體密度，只要將其錯(cuò)位進(jìn)行改變，就能降低金屬晶體密度的錯(cuò)位率，以此來提高金屬材料性能，進(jìn)而降低金屬材料的斷裂變形率，從而提高金屬材料的抗韌性。簡(jiǎn)單的說就是，就是通過強(qiáng)化晶體來解決晶體錯(cuò)為的情況，但要注意的是，強(qiáng)化只能在溫度較強(qiáng)的金屬區(qū)域才能進(jìn)行，只有金屬熱加熱達(dá)到一定溫度時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)結(jié)晶，也就是說，溫度控制是金屬材料完成熱結(jié)晶的關(guān)鍵之處。要是在金屬熱處理中出現(xiàn)原子斷裂的現(xiàn)象，就要盡快處理溫度的擴(kuò)散，這樣才能有效的提高各種金屬材料的斷裂韌性。

（二）金屬材料與熱處理存在腐蝕關(guān)系

金屬材料的應(yīng)力出現(xiàn)腐蝕就會(huì)嚴(yán)重影響金屬材料的性能，因此要注重金屬材料的應(yīng)力腐蝕問題。出現(xiàn)金屬材料腐蝕的原因有以下幾點(diǎn)：①腐蝕環(huán)境，金屬材料會(huì)因腐蝕環(huán)境的影響，導(dǎo)致金屬材料的結(jié)構(gòu)和性能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象;②金屬材料在應(yīng)用的過程中，也會(huì)出現(xiàn)腐蝕問題，尤其是在進(jìn)行焊接時(shí)，焊接產(chǎn)生的應(yīng)力殘余會(huì)導(dǎo)致金屬材料的應(yīng)力層出現(xiàn)腐蝕;③金屬材料內(nèi)外溫度差，在金屬材料進(jìn)行加熱冷卻時(shí)，會(huì)讓金屬材料的性能和結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生變化，要是金屬材料的內(nèi)部溫度與金屬材料的表面溫度差過大，就會(huì)導(dǎo)致金屬材料引發(fā)熱應(yīng)力，熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致金屬材料的拉力和應(yīng)力變差，進(jìn)而就會(huì)出現(xiàn)腐蝕的情況。另外在對(duì)不同金屬材料進(jìn)行熱處理時(shí)，其金屬材料的體積也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，因此在進(jìn)行金屬材料熱處理工藝時(shí)，要精確的把握金屬冷卻速度，這樣才能保證金屬材料淬火后的熱應(yīng)力及質(zhì)量，進(jìn)而提高各種金屬材料的機(jī)械性能。

（三）提高回火穩(wěn)定性

合金元素在回火過程中會(huì)對(duì)馬氏體和奧氏體的能力產(chǎn)生影響，其回火加熱過程中會(huì)讓馬氏體加快分解能力，讓奧氏體的轉(zhuǎn)變能力快速加熱。合金元素在回火過程中還能提高合金鐵素體中的結(jié)晶溫度。由于合金的碳化物無法快速形成聚集及長大，進(jìn)而導(dǎo)致碳化物具有較強(qiáng)的耐熱彌散度，只有提高回火對(duì)熱處理的軟化的抵抗力，才能提合金高回火的穩(wěn)定性?？偟膩碚f，鉻對(duì)合金回火穩(wěn)定性具有巨大的作用。

（四）對(duì)奧氏體形成速度的影響

合金的元素中含有大量的碳化物，這些元素影響合金的擴(kuò)散速度，不僅如此，這些大量的碳化物也會(huì)降低奧氏體合金元素的成碳的速率，對(duì)于那些不能形成碳的合金元素，尤其是一些中性碳化物，不僅可以提升碳的分子擴(kuò)散率，還能加快奧氏體的分子形成率。由此可見，碳化物對(duì)奧氏體形成速度有著重大的影響。

（五）產(chǎn)生二次硬化

要是鋼的含量中含有較高的Mo、W、V并進(jìn)行回火時(shí)，其鋼的硬度不會(huì)隨著回火溫度的升高而降低，反而會(huì)在達(dá)到某一溫度時(shí)開始增減，要是溫度持續(xù)升高并達(dá)到峰值，就會(huì)在回火過程中出現(xiàn)二次硬化的情況，出現(xiàn)這種情況的主要原因是因?yàn)椋摰挠捕扰c回火析出物的性質(zhì)有著極大的關(guān)系，鉻能增加鋼的淬透性，還能讓鋼有二次硬化的作用。另外，當(dāng)鉻的含量不超過12%時(shí)，就能提高鋼的硬度及耐磨性，防止鋼因硬度及耐磨性變脆，不僅如此，鉻還能讓鋼具有較好的抗高溫氧化性能及防腐蝕性能，由此可見，鉻對(duì)鋼的性能有著重大的作用，它不僅是不銹鋼和耐熱鋼的主要合金元素，而且還能增加鋼的熱強(qiáng)性能。

結(jié)語：

綜上所述，金屬材料企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中穩(wěn)定發(fā)展，就要提高各個(gè)金屬材料的性能，讓各個(gè)金屬材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，因此這就需要金屬材料企業(yè)加強(qiáng)對(duì)金屬材料的特性、金屬材料與熱處理工藝之間的關(guān)系及合金元素對(duì)熱處理工藝之間的關(guān)系進(jìn)行全面的了解和認(rèn)知，讓金屬材料經(jīng)過熱處理工藝后達(dá)到最佳的使用效果，只要這樣才能提高金屬材料企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促使金屬材料企業(yè)提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而為金屬材料企業(yè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展奠定基石。

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