引言
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。
1金属材料的种类概述
金属材料根据金属的化学性质等特征划分为以下3种：
(1)黑色金属：是以铁基体的金属颜色区分，又称为钢铁材料，主要是指铁含量90%以上的工业用纯铁，含碳量范围在2%～4%的铸铁，碳含量小于2%的碳钢，运用在其他方面的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。
(2)有色金属：如铜、铝、锡、铅、等金属称为有色金属。通常有色合金的硬度与强度优于一般金属，同时有色合金具有电阻温度系数相对较小、电阻大的特点。
(3)特种金属材料：特种金属材料包含不同用途的功能金属材料和结构金属材料。包含有非晶态金属材料，它是通过快速冷凝工艺获取，还有准晶、微晶、纳米晶等材料以及金属基复合材料。
2金属材料热处理与其性能之间的关系
2.1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。
2.2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。
2.3金属的热处理预热对材料切割性能的影响
金属材料在加工制造过程中，不同金属的硬度等性能差别较大，不同的硬度系数又关系着切削效率以及切削精度。在金属材料切割过程中，会产生一定热量，同时产生不同程度的变形，金属材料的强度和硬度越高，切削时需要更大的力，从而需要提供更大的功率，产生更高的温度，容易产生刀具的磨损和材料摩擦的情况。而热处理能改善材料的组织形态，根据不同的金属性能需要选择适合的热处理温度，对金属进行软化，提高金属的光泽度，进一步提高切割效率，增强加工质量并降低成本。
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激光热处理技术的使用
激光热处理技术通常是指通过仪器设备控制激光束，使金属内部的温度急剧升高，同时快速移除激光束来冷却，通过金属内部的温度传导，得到硬度较高的金属工件。激光处理技术灵活性高，可操作性强，对一些结构形态复杂、运用其他热处理技术较为困难的工件上，操作便捷，自动化精准控制，可运用于多种领域的零部件处理上。未来的发展趋势便是人工智能，激光处理技术提高硬度效果显著，材料的热变形不明显，向精细化靠拢，具有广阔的前景和市场。
3.3振动热处理技术的使用
不锈钢等金属材料出厂时需固溶状态处理，通过振动时效的热处理工艺，在较高温度时通过振动的方式来抵消降低金属内部的残余应力。运用此技术可以提升工件几何精度，残余应力的弱化能有效预防金属的变形或开裂，从而使加工件的稳定性增强。相对于传统的热处理方式，振动时效消应力不受场地的限制，需要的时间短、效率高投资低、具有较强的适用性，应用于化工机械、桥梁以及船舶等领域。
3.4CAD热处理工艺技术的使用
该技术属于应用计算机与热处理工艺研发而成的一种先进技术，通过计算机仿真模拟试验待热处理工件的热处理过程，用虚拟的模拟工程对可能存在的问题进行预判，并及时调整热处理工艺参数，使用相应的措施改善工件的性能，减少材料的浪费和失效。计算机CAD模拟技术能直观的体现热处理过程需要注意的方面，模拟多种工艺条件下的形态，为实际操作节约了很多的时间和资源，是一项现代化必不可少的热处理工艺。
3.5金属材料超硬涂层热处理技术的使用
金属材料在热处理过程中，通过超硬涂层技术使金属表面的特性发生改变，得到较为坚硬的表面形态，对材料表面进行强化，增加了金属工件的耐磨性，提高金属制品的使用寿命。使用物理或者化学方法，在金属的基底表面沉积硬化微米量级厚度的表面涂层，涂层硬度一种是维氏硬度在20～40GPa之间，维氏硬度超40GPa涂层便称之为超硬涂层的。在模具和刀具上应用较多，技术比较成熟。
3.6无氧热处理工艺技术的使用
真空热处理技术是将真空大气压环境与热处理相结合的一种先进的热处理工艺，真空热处理需要满足低于一个大气压的场所环境，有低、中、高和超高真空四种环境。在这种真空或半真空的状态下，实现其他常见热处理所覆盖的工艺技术，不但能大幅提高热处理质量，同时相对于常规热处理而言真空状态下能去掉金属工件表面的磷屑，并能脱脂除气，避免气孔的出现。无氧的环境下低压渗碳金属材料不会与氧结合发生氧化反应，从而达到金属表面光华洁净的目的，经真空热处理的工件质量较高，出现畸变问题较小，可操作性强，具有诸多优点。
结束语
热处理是金属工件加工过程中的一道重要工序，其和常规的加工工艺有差异，具体实施过程不会使材料的外形发生改变，其能使材料内部组织结构发生一定变化，改善工件的性能，进而更好的达到使用标准，延长使用寿命。但实际中多种因素会影响材料的热处理效果，容易出现变形与开裂问题，应分析问题成因，制定相关解决方案，以降低后续加工及金属产品制造环节中相关问题发生的风险。
参考文献
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