钢结构金属材料热处理与相关问题的初步分析及探寻

胡天江

摘 要：伴随着经济发展以及社会进步，我国金属材料热处理技术的应用范围更加广泛，特别是在钢结构方面，金属材料的热加工有其无法替代的优势。本文从钢结构金属材料热处理的内涵、特点和加工过程综合分析了金属材料热处理的项目内涵，并着重分析了大型钢结构焊接后接头消应力热处理过程，旨在为技术人员提供有价值的参考建议。

关键词：钢结构；金属材料；热处理；接头消应力；研究

1 钢结构金属材料热处理分析

1.1 钢结构金属材料热处理的内涵

金属材料热处理问题主要针对的是金属工件，在进入到某种介质后，适当的进行加热，待温度达到一定的水平，保持一段时间后，能以不同的速度有效置换出不同性质的金属，最后实现工件冷却[1]。在这个过程中，由于发生了不同的反应，就导致金属表面和内部显微组织发生了变化，也着重体现出了不同金属工件的不同性能。

1.2 钢结构金属材料热处理的特点

钢结构金属材料热处理主要分为表面热处理、化学性热处理以及整体金属热处理3种，由于不同的介质以及不同的冷却温度，导致金属发生了不同的变化。而在进行金属热处理的过程中，主要借助的是改变材料内部组织和化学成分来转变材料性能，不会对工件的形状进行改变，借助对内在质量进行改善，优化展现处理过程的特殊性[2]。

1.3 钢结构金属材料热处理加工过程

钢结构金属材料热处理过程主要分为加热、保温以及冷却3个工序。第一，加热工序。利用热源或者是现代化液体燃料进行处理，保证对加热过程进行准确控制，在不破坏环境的前提下，通过熔融的盐和金属实现间接加热。第二，保温工序。在系统加热后，金属材料若是暴露在空气中，会受到一定的氧化作用和脱碳作用，需要进行保温操作。特别要注意的是，利用高能密度加热处理的过程中，由于加热速度较快，就需要适当的保温，而化学热的保温时间也较长。第三，加工工序。在钢结构金属材料热处理最后，要进行冷却加工，不同的工艺形成了不同的冷却方法，而这需要管理人员针对不同的问题进行综合考量，最重要的就是要集中关注冷却速度。其中，正火的冷却速度要远远高于退火的冷却速度。加之不同材料的冷却速度参数也存在差异，就需要再加工中集中优化处理。

在进行钢结构金属材料热处理操作的过程中，管理人员要对部件的性能以及基本参数进行集中的管控，实现要求和工序的匹配，确保热处理项目的顺利完成，从而满足不同的工业要求[3]。

2 大型钢结构焊接后接头消应力热处理过程

在对大型钢结构焊接后接头消应力进行热处理的过程中，要着重分析应力产生的原因，实际温度对应力的影响也是重要的参考指标之一。并且，在焊接过程中，材料的金相变化和热处理的过程比较相似，这就需要技术人员在热处理项目操作过程中着重分析焊接构件的基本特性，确保工艺操作的完整性，从而提升焊接构件热处理的实际效果，以保证达到实际项目的需求。

大型钢结构焊接后接头消应力热处理也要遵循热处理的基本程序，要着重强化加热和保温的时效性。在热处理的加热过程中，大型钢结构焊接后接头的消应力会在材料屈服点降低的同时实现缩减，当温度达到焊后处理温度，就使得其应力留存在屈服点以下。而在热处理的保温过程中，影响大型钢结构焊接后接头消应力的因素是蠕变现象，当蠕变发生，则相应数值得到有效降低。

具体的参数包括，第一，要保证加热温度和保温温度，并且将下限温度控制在540～560℃之间。第二，要保证加热速度控制在200*25/℃·h以下，其中表示的是大型钢结构焊接的最大板厚度。第三，要控制保温时间，若是按照一般大型钢结构的最大板厚进行估算，时间要在2～2.5min/mm左右。第四，要控制冷却速度，要在260℃/h以下，一般结构到达300℃以下出炉，就会在空气中完成冷却。特别要注意的是，在大型钢结构焊接后接头消应力热处理过程中，为了防止结构出现变形问题，就要实现等温升温机制，以保证工件在300～400℃之间等温1h，保证整体温度均匀一致[4]。

3 结束语

总而言之，在钢结构金属材料热处理过程中，技术人员要建立健全完整的操作机制，优化操作流程，确保控制项目的完整，也要大力发展金属材料热处理的创新型技术，为热处理项目的发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]张野.建筑机械钢结构金属材料热处理的研究[J].四川水泥，2016，15（5）：273-273.

[2]李志会.30米超大金属结构件台车式燃气热处理炉研发及设计[D].天津大学，2013.

[3]于洋，王尔德，胡连喜，等.热处理对热静液挤压93W-4.9Ni-2.1Fe合金的显微组织与力学性能影响[A].2015全国粉末冶金学术会议论文集[C].2014：384-390.

[4]中国机械工业联合会成立、Wolfson热处理中心年会、第六届设计与过程集成会议[J].金属热处理，2013，17（6）：16-47.

（作者单位：兰州兰石房地产开发有限公司）