引言
金属材料热处理是一种对金属原料进行加工的工艺,通过退火、淬火、回火等流程完成对金属材料的热处理工作,通过热处理工艺加工过的金属材料,有着更好的金属性能,利用这些金属材料制作的机械设备,抗磨损能力更高,具有更长的使用寿命。但是在金属材料热处理加工的过程中,不能控制好金属的应力,就会产生金属材料的形变,严重时会让金属材料开裂,进而降低金属的质量。
1金属材料热处理变形的影响因素
在对金属材料热处理变形的影响因素进行探究时,工作人员需要对金属材料热处理过程中各项工艺技术特点,进行全面化的掌握,并在此基础上,采取一些具有针对性的改善措施,进而才能实现对金属材料变形的有效控制,也为金属材料热处理过程中变形控制工作的开展,起到了一定的促进作用。
在对金属材料进行热处理的过程中,由于材料自身的密度构成、结构特点,以及在外界因素的影响下,材料本身可能会出现不等时性、冷热分布不均匀的问题。在金属材料受热的过程中,温度会发生较为明显的变化,这就会使金属材料内部结构的受力情况发生改变,金属材料变形的几率增大,而这种由于内部应力分布所导致的变形,被称之为是内应力塑性变形。这种变形的特征性较为明显,会表现出一定的方向性,且发生的频率较高,每一次对金属材料进行热加工,都会对其内部应力结构造成改变,进行热处理的频率越高,内部应力的变化情况越明显。
在一般情况下,金属材料的内应力一般被分成热应力和组织应力变形着两类,在相应的温度条件下,对金属材料展开加热、冷却操作后,可以获得纯热应力变形,组织应力变形和金属材料自身的性能、形状,以及加热冷却方式有着紧密的关联。从实际的操作流程中可以了解到,要想对金属材料的使用性能进行高效化的提升,整个热处理工序将会包含较多的工艺内容,并且在操作过程中,需要根据金属材料的种类、操作规范展开适当的调整,收集各项参数内容。但是在实际执行过程中,由于我国在温度控制、监测精度方面具备局限性,所以温度监测精度难以得到有效的把控,一旦在热处理过程中对温度的控制未能合理实现,那么就会导致比容变形的问题发生,增加金属材料变形几率。
2金属材料热处理减少变形应遵守的原则
2.1遵守科学性的原则
要想要金属材料在热处理加工环境中减少变形的因素,就需要采用科学的管理方法来应当金属材料的热处理。在工作中,我们金属加工工艺师要抱着科学的精神,用科学的手段,科学的理念的指导下,才能在现在技术设备不够完善的情况下,保证好技术材料的热加工不会有变形的情况发生,或者有发生,也要控制在合理的范围以内。
2.2遵循实用性的原则
金属材料对于地球资源来讲,是一种不可再生资源,在这样的资源利用中,我们要考虑得是资源的浪费问题,以及资源的可持续发展。如何保证金属材料的资源浪费中的问题,我们要就要在对金属热加工工程中减少材料变形问题,对资源进行有效的利用。同时都资源的有效利用,就是对环境的一种保护,在保护好了环境,我们才能在发展,这也就是可持续发展的核心内容。因此,在对金属材料热加工中,就要采用科学的方法,保证加工处理是以实用性为基础的加工,保证材料的有效性使用。当然,在保证材料的有效节约的同事,这样的前提是要保证金属材料在热加工中的质量问题。只有保证好了质量,才能使最大化的实用性。
3金属材料热处理变形的控制措施
(1)热处理技术中的退火工艺。金属材料热处理技术的第一步就是对金属材料进行退火,保证退火工艺环节的加工质量,这就避免了在金属材料退火环节产生金属变形的问题。在进行淬火前,需要先对金属材料进行正火处理,成活处理主要是让金属材料适应相对的温度,进而提高淬火质量,正火处理阶段应该控制好炉内温度,进而防止正火处理因温度过高造成的金属材料内部结构的变形。在正火处理时根据炉内温度,加入退火工艺,利用退火工艺降低金属材料的硬度,也可以降低金属材料的应力数值,进而避免金属材料因应力过高超出金属材料的屈服强度,保证金属做好淬火前的准备工作,保障淬火时的热处理质量。
(2)热处理技术中的淬火工艺。对金属材料的淬火处理工艺是热处理技术中的重要技术环节,淬火处理工艺的技术水平对金属材料的加工质量影响最大,淬火温度、淬火介质都是对金属材料内部应力变化的影响因素,应力过高就会造成对金属材料内部结构的改变。所以在金属材料热处理加工时,操作人员应该重视淬火处理环节的工作,重点提高淬火处理环节的加工质量,根据金属材料属性的不同,合理的控制温度,科学的选择淬火介质,这样才能让金属材料的应力分布更加均匀,避免局部应力过高而造成的金属材料变形。通常使用的淬火介质以水油、盐水为主,在使用水油进行淬火时,当水油的温度在450℃~550℃之间时,其冷却速度为500℃/s,当水油的温度降低到250℃~350℃时,其冷却速度为280℃/s。使用盐水作为淬火介质,会让冷却速度提升,通常盐水的冷却速度是水油的2倍,例如,当水油的温度在550℃~650℃时,冷却速度应为600℃/s,而使用了盐水后,同样的温度下,其冷却速度将达到1200℃/s。因此使用盐水作为淬火介质时,应该根据金属材料对冷却速度的要求,合理的控制淬火介质的温度,进而避免因冷却速度过快造成的金属材料变形。
(3)合理的选用淬火方法确保冷却效果。在对不同金属材料使用热处理工艺时,应该根据金属材料的不同属性,选择更加适合的淬火方法,淬火方法较为常见的有单液淬火法和双液淬火法。而使用双液淬火法是利用冷却速度较高的淬火介质进行金属材料的冷却,当金属材料达到350℃左右时,在放入另一种冷却速度较慢的淬火介质,最终让金属材料达到常温。使用双液淬火法可以更加准确的控制金属材料的冷却速度,进而避免冷却速度过快造成的变形问题。
4结语
经过对金属材料的热加工工艺分析,了解在加工过程中影响金属变形的原因,并在工作中,尽量克服困难,找出解决的方法。随着社会的发展、科技的进步,城市建设和工业生产对金属材料的质量要求更高,需要金属材料具备更高的强度及耐久度,这也就需要金属生产加工企业有着更高的技术水平,这样才能满足市场需求。因此,提高金属材料热处理技术水平是至关重要的,也是企业为了更好的应对未来市场首先要做到的。
参考文献
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