金属材料特性及加工工艺研究

杨博 岳野

摘 要：当前时期，市场竞争非常残酷，金属相关单位为了能够在激烈的竞争中获取发展，积极的开展材料加工工艺探索工作。文章具体分析了金属特征以及目前單位使用的加工工艺等内容。

关键词：金属材料；材料特性；加工工艺

当前时期，由于我们国家的产业结构在不断发展，同时加之各个领域行业的长足发展，此时金属材料的应用也进入到了一个全新的发展阶段。在这个大前提下，金属加工单位获取了较为快速的发展。目前社会非常关注金属加工工艺的探索和使用，目的是为了获取更为显著的效益。对于有关的单位来讲，加工工艺是在激烈的竞争中获取发展的法宝和制胜武器。对于金属加工单位来讲，只有了解其特征，并且依据特征不断的探索加工工艺，研究生产技术，才可以切实的提升单位竞争水平。

1 金属材料概述

我们的生活或是工作都离不开金属材料。它见证了社会的发展。不论是古时候青铜器时代亦或是当前的文明社会，我们的生活都和各种各样的金属有着千丝万缕的联系。此处讲到的金属材料具体来说，是指单一的金属组成的以及多种金属组合得到的各种物质的统称。纯金属、特种金属材料、金属间化合物及合金等都属于金属材料范畴但金属氧化物不在金属材料范围之内。

2 金属材料种类

通常来讲，金属可以分成三个类型，分别是特种金以及有色金和黑金属。而黑金属一般指的是钢铁。有色金属是除锰、铁、铬外的其他金属及其合金，包括稀有金属、稀土金属、贵金属、半金属、重金属与轻金属等。特种金属材料是指具有不同用途的功能金属材料及结构金属材料。

3 金属材料特性分析

3.1 固有特征分析

通过研究我们发现金属材料的特性有如下的几点：第一，它们都是经由金属键组合得到的一种固态的物质。第二，其表层有一种非常独特的色泽，而且它的导电性非常优秀。其化学特征也很是显著，一般会发生氧化，生锈。第三，通过组合能够得到化合物，在熔融模式下能够和非金属组合得到合金，进而完善金属的特性。除此之外它的延展能力也非常好。

3.2 金属材料加工特性

金属材料加工特性主要包括锻压性、铸造性、切削加工性与焊接性。所谓的锻压性具体的说是在材料进行锻造时，材料可以承受变形带来的压力。这种特性和材料本身的构成元素以及制作条件和塑性水平都有着非常紧密的关联。第二，铸造性特点。当受到高温熔化之后就会呈现出液体状态，此时能够得到很多种不同的形状，这个特征就是它的铸造性特征。通常来讲，该特性会受到模型填充条件以及铸造气温等要素影响。第三，具有切削加工特点。该特点指的是对材料切削处理的难易性。这个特点和材料自身构造以及软硬程度和导热水平等都有着非常紧密的关联。最后，焊接特性。具体的说在特定的状态中，金属物质会按照设计的规定焊接得到一定的构件，一般来说，那些收缩以及导热特征较好的材料，它们的焊接特性都非常的优秀。

4 金属材料加工工艺

4.1 金属材料焊接工艺

在对金属材料进行焊接时，主要有爆炸焊、钎焊、电渣焊、电弧焊与磨擦焊等方法。由于金属的类型多种多样，所以当我们具体的开展焊接工作的时候要结合金属自身的特点选取适合它们的焊接方法。接下来展开具体的分析。（1）不锈钢焊接。对马氏体不锈钢焊接完成后，在空冷状态下，焊缝区可形成马氏体组织。通常在焊接之前，应该对其适当的预热设置，对于预热的温度有着较高的要求，一般要温度处在200℃-400℃之间，过高或者过低的温度都会影响到焊接工作的开展。在完成工作之后还要对其进行合理的热处理，此时也要掌握好温度，一般先把材料进行适当的加热，温度大约在730℃-790℃之间，此时待其自然降温，当温度下降到540℃之后，对其进行空冷处理。对于铁素体不锈钢进行焊接时，也要在焊接之前做好预热工作，并且在焊接完成之后也要进行热处理，其温度控制在730℃-840℃之间。对于奥氏体不锈钢进行焊接，要对晶间腐蚀加以充分考虑。（2）有色金属焊接工艺。由于材料的特性不同，不同的金属在焊接的时候使用的方法也不尽相同。一般来讲，钛金属使用的是自动焊方法，这个方法对于钛的表面有着非常严格的规定。因为铜本身的焊接特性不是很好，所以最好是使用钎焊的方法来处理。对于铝来讲，在焊接的时候一般使用氩弧焊，而且要保证其表面符合规定。（3）低合金钢、低碳钢具有良好焊接性能。对中高合金钢及碳钢进行焊接时，在焊接之前要做好预热工作，完工之后还要对其开展热处理设置，只有这样才能够改善材料的内在组织，将焊接过程中形成的应力释放。

4.2 热处理工艺

此处讲到的热处理工作，具体的说是把要将进行处理的材料放在特定的介质里面，然后结合物质的特性选择加热或是冷却，对材料的表层和内在的结构进行适当的处理，这样就可以达到我们设定好的目的。

4.2.1 热处理分类。目前使用的热处理类型非常多，其类型的划分方法也有很多种。按照活动对材料性能生成的影响和它的加热等相关的规定特性来看，我们可以把它分成三个大的类型，分别是表层的热处理，常见的以及特殊的热处理。表面热处理主要包括表面淬火、化学热处理；常见的热处理包括淬火、回火、退火及正火处理；特殊热处理包括磁场热处理与形变热处理。

4.2.2 热处理工艺流程。在对金属材料进行热处理时，主要分为加热、保温与冷却三个环节。有时根据实际需要只进行加热与冷却过程。在进行热处理时，这些环节要保持衔接并持续进行。在加热时可利用具有良好抗氧化性与导热性的陶瓷换热器实现金属材料的热处理。陶瓷换热器具有对高温余热有效回收、使用寿命长、操作简便、性能可靠、抗氧化能力强、高温强度较高、具有良好抗热震性及维修量小等优点。

（1）热处理中加热是首要工序。对金属材料进行热处理，可以采用多种加热方法，如用传统的煤、木炭做热源，用气体及液体做燃料与现在使用最多的用电做热源等，可对这些热源加以直接利用，或者可以利用熔融的金属或盐对浮动离子间接加热。（2）金属热处理时，加热温度是重要参数。对加热温度进行合理选择与保持，是热处理工艺质量得以保障的前提。当金属材料达到设计加热温度时，通常需要将这一温度在一定时间内保持稳定，创造一致的内外温度，使工件内部显微组织彻底转变，这一时间段就是保温时间。如果加热速度太快，这一步往往可以省略。（3）冷却是热处理重要工序。因采取的工艺不同，冷却方法往往也各不相同，但主要目的都是对冷却速度进行有效控制。一般而言，淬火冷却速度最快，退火冷却速度最慢，而正火冷却速度处于二者之间。

5 结束语

当前时期，市场竞争非常激烈，作为金属相关单位要想在这种竞争中获取发展，成为行业的领头者，就要积极的强化自身生产以及管理能力。在生产金属的时候，要认真的分析它们的特征，并且要切实按照工艺开展工作，强化生产能力，进而不断的优化结构，带动企业的稳定前进。我们坚信在广大工作者的共同努力之下，我们国家的金属行业一定会获取显著的发展，为国家的经济和社会发展贡献自身的力量。

参考文献

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