金属材料热处理工艺及技术
康凯1 宋体杰1 王珏1 刘春秘1 于妍妍1 李云飞2
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康凯1 宋体杰1 王珏1 刘春秘1 于妍妍1 李云飞2,. 金属材料热处理工艺及技术[J]. 动力技术研究,2024.1. DOI:10.12721/ccn.2024.159364.
摘要:
在金属材料热处理规划过程中,要采取有效措施探索金属材料的应用价值。如果热处理方式不科学,不仅无法提升金属材料性能,还会对金属材料自身造成严重破坏。对此,相关工作人员要分析金属材料的成分和组织架构来分析热处理工艺技术要求,制定科学合理的工艺流程,确保各种金属材料能够在工业技术应用期间获得最大价值。
关键词: 金属材料热处理工艺热处理技术
DOI:10.12721/ccn.2024.159364
基金资助:

引言

将金属进行热处理锻造有助于扩大其应用范围。特别是在进行热能动力工程的过程中,易出现能源利用不合理、热能使用效率低下等问题,而将金属热处理技术引入其中,可以通过温度调整改良金属内部组织形态,从而实现对其性能的有效管控。同时,热处理技术还可以通过添加其他元素改变金属表面的化学成分,使其具备更良好的使用性能,可见金属热处理在热能动力工程中具有很高的应用价值。

1金属材料热处理的工艺的概述

1.1定义

金属材料的热处理及采用加热、保温、冷却等一系列工法,使其获得设计所需的组织结构与性能。通过对材料执行热处理工序,能减少或规避加工环节由于材料内部各处组织有差异而带来的不合理问题,进而使材料生产加工效率与质量均能得到更大的保障。对金属材料进行终极热处理时,要全面分析其现实投用期间在力学性能方面提出的需求,为设定适宜度更高的热处理参数创造便利,进而提升材料的综合应用性能。热处理工艺最大的优点体现在其能减少材料网状碳化物及其他类型杂质含量,改善材料的品质与性能指标。

1.2热处理工艺的分类

淬火、退火、回火是当前金属材料常用的热处理工艺类型。淬火工艺应用时最基本的要求是确保淬选用最合理的火冷却介质,借此方式使类型冷却介质的配合效率与成效得到保障。退火工艺还可以细分成完全、等温、球化以及去应力退火等类型,现实中应结合材料本体属性与现实加工需求科学应用工艺,提升材料加工前期的退火处理效果,同步满足材料后续执行热处理与加工工序的现实需求,相应质量也会有所提升。回火工艺最大的功能作用是消解掉材料的内应力,使其性能更具稳定性,进而规避材料后续加工中易出现的质量缺陷、加工水平低等现实问题。

2金属材料热处理与其性能之间的关系

4.1金属的热处理对材料耐久性的影响

应力腐蚀一般发生在特殊的环境下,只要金属存在应力就容易产生应力腐蚀的裂纹,在石化行业,经常发生各种应力腐蚀导致材料裂开的情况。热处理工艺过程中,温度影响着材料的疲劳性能,通过将金属材料预热到一定温度,保持此温度进行焊接,等到焊接结束后缓慢的冷却材料。通过此方法可以有效降低焊接残余应力,增强金属材料的抗应力腐蚀性,越是对试件焊后热处理温度高,金属内部残余应力的去除效果更好,抗应力腐蚀效果更强。

4.2金属的热处理温度对材料疲劳性能的影响

在热处理过程中,金属材料热疲劳和抗疲劳相互关联,所以在设计热处理工艺时要精确控制各个阶段的温度。金属经过预处理后若在短时间内急速的冷却,很容易使金属断裂,因加热后金属快速冷却的过程中金属内部的分子结构也重新排列,金属会产生内部应力集中变化。为避免这种现象发生,需要运用先进科学合理的热处理工艺技术,加入现代化的温度控制系统来精准控制各个阶段的温度,使加工件的整体性和质量都有所提升。

3金属材料的热处理工艺及技术的具体应用

3.1化学薄膜表面渗透技术的使用

将适当化学元素以薄膜形式渗透于金属表层,这种技术对金属的表面性能起到一定的改善作用,使工件的亮度以及光洁度得到明显优化,增强金属材料的耐磨性,同时使金属的韧性与强度性能均得以提升。这项薄膜渗透技术的实际操作时,用多种合金元素组成的化学材料作为介质,将待加工金属工件放置于此介质中并加热处理,多种元素能更快更好地融入金属表层,从而达到改善性能的目的,有效控制材料的加工费用。薄膜渗透技术是一种常见的热处理工艺,具有操作工艺简单、耗费材料成本低、节能环保等优点,实际应用较多。

3.2涂层技术

能源浪费是热能动力工程中十分常见的问题之一,这不仅会限制金属材料使用效能的发挥,还会降低动力装置内部的运行效率。针对这样的情况,就可以通过金属热处理技术进行优化与创新,确保可以满足各项金属热处理条件,做好工程辅助工作,为热力动能工程的推进奠定基础。涂层技术可以通过离子冲击波对金属材料进行加工处理,起到提升其强度与硬度、优化金属技术性能的作用。

3.3真空热处理技术

真空热处理技术的应用实现了热处理技术与真空技术的有机结合。该项技术属于气氛控制热处理范畴,在应用过程中可以营造出低于大气压的真空环境,并根据金属材料加工的实际需求对超真空、低真空等环境进行有效设置。真空热处理技术的应用要求处于完全真空的环境下,真正意义上呈现出无脱碳、无氧化以及无渗碳的效果。采用该技术进行金属材料处理,需要先通过中介煤质进行无氧化处理,避免材料出现氧化;同时提升渗碳材料温度至规定数值,尽可能减少气体排放量,以实现热能动力工程生产效率的提升。

3.4振动时效处理技术

在对金属材料进行热处理的过程中,受到机械力的影响,往往会产生较大的振动力。在振动力的影响下,材料切割易出现位移、错位等问题,影响到加工工艺与质量水平。针对这样的情况,需要通过一定途径来缓解材料受振动力的影响,振动时效处理技术的使用可以有效规避材料切割位移、错位的问题,并起到减少能源消耗的作用。

结束语

随着国家工业的发展,金属材料的应用非常广泛,在化工行业,金属设备的安全性和稳定性更是至关重要,对产品生产效率有直接的影响。为了延长材料使用寿命,在机械加工过程中研究热处理工艺,制定合理的工艺规程,不断完善金属热处理工艺方法。只有不断深入钻研热处理工艺及技术并全面掌握原理,才能充分发挥金属材料的性能,更好地保证材料质量,制造出性能优异的金属材料,延长设备的使用寿命,为企业获得良好的效益和发展,为社会的进步作出更多的贡献。

参考文献

[1]武涛.金属材料热处理工艺与技术发展趋势微探[J].冶金与材料,2022,42(03):128-129.

[2]李欢.探究金属热处理在热能动力工程中的应用[J].中国金属通报,2021(10):84-85.

[3]武涛.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略探析[J].冶金与材料,2022,42(02):39-40.

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