金属材料热处理的改良与发展

祝源翊

摘要：在实际工业生产中，金属材料得到了广泛的应用，因其本身具有良好的力学和理化性质，而对于金属本身热处理技术具有非常重要的地位，主要因为它可以改变金属的工艺性能，也使金属在后续的加工中获得了良好的使用性能。本文论述了金属材料热处理技术的改良，以及在以及在今后的发展。

关键词：金属材料；热处理；技术改良与发展

生产中金属制品质量的好坏与其热处理的技术密不可分，并且近些年来人们的环保意识越来越强，节能减排也是当今工业技术发展的重要问题，这就使得热处理工艺引起的环境影响和能源耗费问题越来越受到人们的关注，那么处理这些问题就必然需要改良热处理技术和在未来采用新的技术方法。

1.热处理技术的概念

金属材料因具有硬度大，强度高，韧性好，可塑性强，耐热耐寒，并且用途非常广范而深受人们的喜爱，被广泛用于工业生产加工和机械零件制造，这些年来渐渐成为不可取代的材料。而热处理技术作为处理金属材料的一种手段，在机械零件加工和工业模具生产中具有举足轻重的地位，是机械工业加工的基础技术。所谓热处理技术就是将固相金属及合金加热，使其温度升高，当温度提升到一定程度时，持续一段时间，然后冷却一段时间，使金属温度降低。其中加热速度的快慢，加热温度的高低，保温时间的长短，冷却速度的差异，这四个因素的不同都会使处理之后的效果不同，那么对金属材料产生的作用也就不相同了。由此可见金属材料热处理技术的先进与否直接影响了生产加工之后的产品的好坏，先进的热处理技术不仅能够使金属的潜质充分发挥，提高生产出的产品质量，而且还能够节约生产资源，增强经济效益，节能减排，保护环境。

2.热处理工艺技术的改良

降低热处理技术所带来的能量过度消耗的问题的有效方法之一就是改良热处理技术方法。总所周知，改良技术就需要在获得原来所需性能的基础下，利用改变冷却方法，加热时长，加热温度等参数来达到节约能源，缩短工业生产的周期，获得最大生产利益的目的。是值得推广的方法。热处理技术改良的方法主要有以下几种：

（1）.对于温度上没有特别要求的材料，可使处理温度降到最低。

（2）.化学热处理手段需要仔细考虑，选择最佳方式，在此过程中还应使用催渗的措施。例如，尽量使用离子渗氮来代替气体渗氮，如此一来能够大量缩短渗氮的时间。

（3）.生产的工序应被合理的编制，应重视利用余热来进行材料锻造的热处理手段。

（4）.对各种加热设施中的加热计算系数进行实际测量并修正，这样就能最大限度的减少合金比较高的材料的加热时间。

（5）.尽可能的采取不均匀奥氏体化淬火的方法，并取消加热过程中的保持时间来处理低合金的结构钢以及碳素异构钢。

（6）.在符合机械零件的使用要求的条件下，采用局部热处理方法来替代整体热处理的方法。

经过实践证明，改良热处理技术，能够保证生产质量，提高工艺效率，减少能量消耗25%至35%。

3.金属热处理技术发展趋势的分析

3.1使用全新的淬火介质及方法

金属材料热处理工艺的发展趋势之一就是革新淬火方法和淬火介质，目前使用最多的介质就是油和水，但二者作为淬火介质却各有自身不足之处。其中油的不足就在于珠光体的转变区冷却速度很慢，并伴随着污染，有时甚至会带来火灾，时刻威胁着生产安全和人身安全。而

水的冷却速度非常不均匀，温度比较低时，冷却速度非常快，很容易使零件毁坏。为了应对以上问题，近些年来有机聚合物淬火剂的应用正蓬勃发展，引其本身冷却性能好，使用安全，生产产品时还能够提高其质量，有效降低了污染物的排放，因此具有广泛使用的潜力。由于更新了淬火介质，那么相对应淬火方法也需要革新，高压气冷淬火法、强烈淬火法、流态床冷却淬火法等作为新的淬火方法也出现在了热处理技术之中。

3.2使用新的加热源和加热方法

使用新的加热源和加热方法是革新金属材料热处理技术的途径之一。由于高能率热源具有很高的能量密度，使加热速度加快，这样一来金属零件在非常短的时间内就可以达到所需温度，在经过冷却过程使组织改变重组。由此可见，高能率热源可作为金属材料热处理工艺的热源使用。高能率热源的种类有很多，激光束，电子束，等离子体电弧这几种也是包含其中。高能率热源的优点有许多比如降低零件形状发生变化的程度，赋予零件特别的组织，使零件的使用质量和寿命都大大提升。但它没有得到广泛利用的原因就是其费用很高。由于加热源得到改变，那么随之而来的加热方式也需得到革新。不同的加熱方式采取的加热方法也不进相同。感应加热方法是表面加热方式的一种，而如果采用整体加热方式，那么不错的选择是真空加热、高压加热或者流态床加热等。

3.3使用多参数处理和复合处理技术

现如今金属材料热处理技术正逐步前进发展，处于发展重要地位的多参数处理技术和复合处理技术越来越受到重视。在热处理技术中，附加处理条件，如增加压力，添加成分以及磁场和力的技术来使工件达到品质更加优良的目的，这种热处理技术就是多参数处理技术。几种多参数处理技术如真空热处理、化学热处理、形变热处理、磁场热处理等都是被很多热处理技术所使用的。复合处理技术指的是将两种或以上热处理技术联系在一起，其目标是使各类热处理技术的优点都能够发挥出来，从而使加工工艺效率提高，并使生产出来的产品质量也得到增强，值得一提的是整个过程已经不是简单的将几种处理技术相加，更需与每种处理技术的特点不相互违背，并且符合所处理材料自身的特点。

4.结语

现如今热处理技术已广泛应用于工业生产中，在它给我们带来的各种优异的材料性能背后，我们也应该思考一下它所带来的环境问题和能源损耗问题，更加注重能源充分利用和可持续发展，这就需要我们革新淬火方法，加热方法和加热工艺等问题，使新型热处理技术早日得到更加广泛的应用。

参考文献

[1]董磊.常用合金钢材料技术分析及热处理趋势分析[J].城市建设理论研究，2017，17.

[2]刘磊白涛.浅谈金属材料热处理工艺及技术发展趋势[J].科技世界，2016，05.

[3]黄春峰陈建民王永明.先进金属热处理节能技术应用与发展[J].机械，2009，36.endprint