李文武

摘要：金屬材料熱處理過程中，容易出現(xiàn)變形及開裂問題，這就？要做好相應(yīng)的熱處理丁作，從整體上保障金屬材料熱處理的質(zhì)量，將材料構(gòu)件的完整性及及質(zhì)量得以有效控制，本文主要從理論層面就金屬材料熱處理的作用以及變形開裂的問題原因進(jìn)行分析，并就解決的措施詳細(xì)探究，希望能為解決實(shí)際問題起到積極作用。

關(guān)鍵詞：金屬材料;熱處理變形;開裂

引言

闡家越來越重視金屬材料熱處理的研究，人開始了解可能對(duì)金厲材料熱處理中變形問題產(chǎn)生的原閃，要想從源頭上杜絕金屬材料發(fā)生形變或者后續(xù)使用時(shí)發(fā)生各類突發(fā)情況，可以采用冷卻、淬火的方式對(duì)金屬材料熱處理進(jìn)行完善，同時(shí)彌補(bǔ)可能發(fā)生的各類風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，處理時(shí)要以材料結(jié)構(gòu)、裝配方式、使用器材為抓手，按照金屬材料基礎(chǔ)物理性能發(fā)生變化進(jìn)行綜合分析，確保金屬材料進(jìn)行^熱處理過程中能有效了解金屬內(nèi)部情況，最大限度的確保該類金屬材料熱處理受熱分布均勻，且有效消減在操作過程中出現(xiàn)形變的概率，為今后實(shí)施熱處理模式在行業(yè)內(nèi)部有效實(shí)施奠定基礎(chǔ)。

1、金屬材料的種類與性能

現(xiàn)階段所使用的金屬材料主要具有兩種性能，就是使用性能和工藝性能。使用性能就是在使用機(jī)械零件的過程中，金屬材料發(fā)揮出來的性能，包括化學(xué)性能、物理性能、力學(xué)性能等。在荷載的作用下，金屬材料抵抗破壞的性能即力學(xué)性能，有時(shí)也被叫做機(jī)械性能。金屬材料的選材和設(shè)計(jì)都需要以力學(xué)性能為主要依據(jù)。外加荷載性質(zhì)不同，如循環(huán)荷載、沖擊、壓縮、扭轉(zhuǎn)、拉伸等，將對(duì)金屬材料的力學(xué)性能提出不同的要求。常用的力學(xué)性能包括疲勞極限、沖擊韌性、多次沖擊抗力、硬度、塑性、強(qiáng)度等。所謂工藝性能就是在加工機(jī)械零件時(shí)，金屬材料在不同的加工條件下發(fā)揮出來的性能。金屬材料工藝性能直接影響金屬在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力。由于加工條件不同，也會(huì)有不同的工藝性能要求，如切削加工性、可鍛性、熱處理性能、可焊性和鑄造性能等。

2、熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀分析

簡單來說，我國的金屬材料熱處理技術(shù)主要是針對(duì)那些固態(tài)化的金屬和合金材料，然后通過對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的加熱、冷卻和保溫等處理，以此使得金屬與合金材料的內(nèi)容更加的穩(wěn)定，從而使其達(dá)到相應(yīng)的性能要求。對(duì)于我國當(dāng)前的熱處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來說，首先我國的制造業(yè)以及金屬合金行業(yè)雖然都具備獨(dú)有的熱處理車間，但是由于自身并不是一個(gè)單獨(dú)的熱處理企業(yè)，所以導(dǎo)致熱處理車間成為了附屬的車間，進(jìn)而使得許多的管理人員并沒有對(duì)其進(jìn)行足夠的重視，也沒有進(jìn)行足夠的資金投入，許多設(shè)備和技術(shù)都較為落后，無法有效的發(fā)揮熱處理技術(shù)的真正效用。除此之外，熱處理技術(shù)的應(yīng)用過程中對(duì)于溫度的要求較高，但是我國許多的制造業(yè)和金屬合金行業(yè)缺乏相應(yīng)的熱處理設(shè)備，所以導(dǎo)致實(shí)際的熱處理溫度無法達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣不僅會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的熱處理效率和質(zhì)量降低，還會(huì)損耗大量的能源，甚至出現(xiàn)較多的報(bào)廢品。最后，我國許多經(jīng)過熱處理加工的成品件質(zhì)量無法得到有效的保障，這主要是因?yàn)閷?shí)際的產(chǎn)品檢修工作效率較低。

3、金屬材料熱處理變形及開裂處理措施

3.1、使用新的加熱源和加熱方法

金屬材料熱處理中利用新的加熱源以及加熱方法是當(dāng)前較為實(shí)用的途徑之一。鑒于高能率熱源其本身能源密度較高，這樣實(shí)際加熱的速度就比其他途徑加熱快，由此金屬零件方能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期溫度，實(shí)施冷卻后對(duì)組織進(jìn)行改變進(jìn)行重組。由此可知，高能率的熱源在一定程度上可以充當(dāng)金屬材料熱處理工藝中的熱源進(jìn)行有效使用。現(xiàn)在市場(chǎng)中，高能率熱源的種類多種多樣，其中包含激光束、電子束等等。其優(yōu)點(diǎn)也十分顯著，如緩解零件形成發(fā)生變化的程度，延長零件的使用壽命及質(zhì)量。盡管它存在著大量的優(yōu)勢(shì)但現(xiàn)今仍舊未得到大規(guī)模投人使用，這是因?yàn)橘M(fèi)用高。改變加熱源，那么對(duì)應(yīng)的加熱方式也會(huì)隨之進(jìn)行改變。熱處理方式和手段不同則加熱的方法也會(huì)有所差異。表層加熱方式中感應(yīng)加熱利用率高，若使用整體加熱方式，選取真空或高壓加熱時(shí)比較不錯(cuò)的選擇。

3.2、有效消除處理中殘余應(yīng)力

為能保障金屬材料的熱處理質(zhì)量，要從應(yīng)力因素的影響角度出發(fā)進(jìn)行優(yōu)化，最大程度減少產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，是保障熱處理質(zhì)量的有效手段。熱處理操作人員要采用優(yōu)化工藝的方式，將金屬材料熱處理中的殘余應(yīng)力最大程度進(jìn)行消除，由于殘余應(yīng)力對(duì)金屬材料表面保護(hù)膜會(huì)產(chǎn)生直接破壞影響，使得材料部件發(fā)生變形及發(fā)生開裂的質(zhì)量問題，這就需要和零部件的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合相結(jié)合，通過針對(duì)性措施應(yīng)用，將殘余應(yīng)力降低到可控范圍，熱處理過程中要對(duì)其表面粗糙度進(jìn)行確認(rèn)，以及對(duì)裂紋和劃傷等表面的質(zhì)量問題加強(qiáng)重視，這些層面因素對(duì)熱處理的效果呈現(xiàn)都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的影響，在實(shí)際的熱處理過程中，要能從殘余應(yīng)力的消除角度出發(fā)，只有在這一工作要求方面得以強(qiáng)化，才能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的金屬材料熱處理的效果。如結(jié)合金屬材料性質(zhì)的不同，從中進(jìn)行添加相應(yīng)比例合金，這樣能對(duì)金屬材料抗應(yīng)力性能得以強(qiáng)化，最大程度延長金屬材料的使用壽命，熱處理工藝的應(yīng)用效果也比較突出。

3.3、常用的熱處理工藝

金屬熱處理的常用工藝包括退火、正火、淬火以及回火。其中退火就是加熱材料至能夠引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的臨界溫度，然后再進(jìn)行隨爐冷卻。正火也是相似的過程，只不過正火的冷卻是在空氣中進(jìn)行，能夠縮短冷卻時(shí)間，進(jìn)而取得更高的生產(chǎn)效率。淬火與退火、正火不同，需要在一定時(shí)間內(nèi)保溫經(jīng)過加熱的材料，然后利用油或者水使其盡快冷卻，經(jīng)過這種方法加工的金屬擁有較高的硬度以及脆性，還會(huì)有淬火應(yīng)力在金屬材料內(nèi)部形成，這種應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致金屬開裂，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還應(yīng)該與回火處理相配合?；鼗鹛幚砭褪菍⒋慊鹛幚硗甑慕饘僭俅渭訜嶂僚R界溫度，并且進(jìn)行空氣冷卻。

3.4、減少熱處理工藝過程中的能量消耗

除了上述的方法以外，通過減少金屬材料熱處理節(jié)能工藝過程中的能量損耗也是目前我國一種較為有效的降低能源損耗和防止對(duì)周圍環(huán)境污染的方法。在此過程中，想要對(duì)金屬材料熱處理節(jié)能工藝過程中的能量損耗進(jìn)行有效的降低，那么就需要減少金屬材料熱處理節(jié)能工藝過程中的低壓滲碳，并且采取全新的降溫方式如高壓氣淬降溫方式對(duì)金屬材料進(jìn)行相應(yīng)的冷卻，這樣不僅可以保證降低實(shí)際的能量損耗，還可以提升實(shí)際的金屬材料的性能。但是在進(jìn)行上述的操作過程中，往往需要將整個(gè)金屬材料熱處理節(jié)能工藝的過程置于真空環(huán)境之中，只有確保金屬材料不和周邊的空氣進(jìn)行接觸，才能夠保證金屬材料表面出現(xiàn)硬化的現(xiàn)象，并且金屬材料在加工過程中越是接近真空的環(huán)境，那么金屬材料所受到的影響就會(huì)越小，實(shí)際的金屬產(chǎn)品生產(chǎn)合格率就會(huì)越高。另外，可控氣氛熱處理工藝還有一個(gè)非常突出的優(yōu)勢(shì)，就是能隨意調(diào)節(jié)金屬材料的尺寸，從而使操作變得更加靈活、簡單。雖然可控氣氛熱處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)較多，但是它也有很多不足，因此需要相關(guān)的技術(shù)人員不斷努力攻克，從而使其應(yīng)用空間變得更加廣泛。

結(jié)束語

總之，為能有助于將金屬材料熱處理的質(zhì)量得以有效控制，這就需要對(duì)相應(yīng)的影響因素進(jìn)行充分的考慮，只有在了解相應(yīng)影響因素的基礎(chǔ)上，才能有助于將熱處理中變形以及開裂的質(zhì)量問題得到有效處理，從整體上保障熱處理的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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