金属材料热处理工艺与技术分析

郭宇

（哈尔滨工程机械制造有限责任公司 150066）

金属材料热处理工艺与技术关系到产品质量的优劣，而且提高热处理技术可以使热处理工艺更加节能势在必行。目前，我国目前的热处理设备和工艺更新换代非常缓慢，难免会出现这样那样的失误，导致加工工件断口遗传现象，脱碳和氧化现象等。同时金属材料的热处理工艺落后，即使是同一生产车间处理的工件，往往也会由于渗碳工艺不足而降低使用寿命。总的来说，目前热处理技术存在着自动化、专业化程度偏低问题。新发展的工艺与技术中，应用液体和气体燃料，利用这些热源可以使浮动粒子进行间接加热，不仅大大降低了企业能耗，而且也可以达到需要的目的。

1 金属材料的分类

金属材料在现代各行各业中发挥着重要作用。其具有耐热、耐寒等特点，而且随着多孔金属材料和纳米金属材料的不断应用，研究领域正在不断增大。

多孔金属材料：

多孔金属材料集高温和高强度等诸多优点于一身的功能性材料。从起落架到安全垫都可以看到多孔金属材料的身影。多孔金属材料是优良的传热介质.不断具有较好的通透性和很高的特热性柜，而且孔隙结构中弥敞分布着大量的有方向性的或随机的孔洞，这种孔隙结构具有优良的隔热性能。同时也因为压力降与结构的积弗补了层流对流换热的低传热系数。多孔金属结构是目前任何其它加工方法所不能得到的，而且正朝着材料导热能力的方向发展。

2 纳米金属材料

金属材料热处理新工艺与技术：

近年来，金属材料热处理出现了许多新工艺，这些新工艺在节能减排上起到了很大的作用，而且还可以使材料硬度更高、性能更佳，大大改善传统工艺存在的不足。

2.1 淬火工艺技术

“蘸火”起源于工艺处理的方法，其目的是使过冷奥氏体配合以不同温度的回火，以大幅满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以将金属工件加热到某一适当温度并浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。通过淬火与不同温度的回火配合，可以使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能。当淬火时的快速冷却到一定程度时工件便会发生扭曲变形甚至开裂，也有的产生的表面残余应力会造成冷裂纹，回火有完全淬火和不完全淬火淬火后金属的奥氏体碳含量也增加，淬火后要根据具体情况加以调整。加热与保温时要选择合理选择淬火介质和冷却方式，冷却阶段可有效减少马氏体转变的内应力，同时通过快速加热实现局部淬火。

保温一定时间，再以大于临界淬火速度冷却，使过冷奥氏体转变成为马氏体组织的过程。马氏体是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。一般在低碳钢中具有较高的塑性和强度，淬火后发生马氏体转变而铁素体不发生变化，最终将钢加热Ac3温度以上。但如果超过太多，工件冲击韧性下降，同时脆性增加，并且也不能达到要求的性能。目前，随着测试技术的不断完善，循环快速加热淬火的强度也逐渐升高，钢经过多次相变重结晶可使晶粒细化，而普通低碳钢通过低沮回火可获得良好效果。

中碳钢淬火的断裂韧性比普通淬火的几乎提高一倍，对其采用快速、短时加热。在马氏体板条外面包着一层厚100～200朋残余奥氏体，能有效提高断裂韧性.如果采用快速，就会使其强度和耐磨性比其它冷作模的韧性得到大幅度提升。

2.2 合理的工艺手段

金属材料具有复杂的晶体结构，渗碳体塑性和韧性几乎为零，不发生同素异构转变。常用铸钢主要用于受力不大，韧性好的机械零件。金属的热处理是将金属在固态下进行保温和冷却，以为后续的机械加工或进一步的热处理做准备。加热是各种热处理中的主要环节，其目的是将加热到奥氏体状态的钢快速冷却到A1以下，然后连续冷却至室温，主要作用降低硬度，从而为淬火做好组织准备。

2.3 超硬涂层技术

即对金属材料内部不作任何处理。在现有的金属材料热处理技术中采用超硬涂层技术使金属材料表面硬度得到有效提高。

2.4 真空热处理技术

真空热处理技术能减少有毒气体的排放，有明显的节能效果和环保效果。不但可以有效防止金属材料变形。而且还可以克服了传统热处理技术的不足。

2.5 热处理CAD技术

热处理CAD技术可以分为完全退火和等温退火等。这需要说明的是完全退火应用比较宽泛，而去应力退火会引起钢件在加工过程中产生变形或裂纹。热处理CAD技术能够有效预见金属材料热处理效果，能够避免较多的不必要问题。

3 金属材料热处理变形的控制

3.1 做好预处理

金属材料的在预处理过程中，除了要严格控制：pH值外，还要增加工序。采用的保护性气体可使铁坯表面的油垢在高温下分解和蒸发，同时还能对含碳量较高的铁坯起表面脱碳作用，这种铁坯处理法适用于铸铁坯体及厚钢板成型铁坯的表面处理。还有的预处理的方法是根据品种、铸铁坯的璧厚清除表面夹杂，经过喷砂后发现缺陷应加以焊补。

3.2 合理配置零件结构

金属零件厚的部分冷得慢、薄的部分冷得快，因而应尽可能缩减工作的薄厚差异。为了确保零件截面均匀，应当对零件结构进行设计。

随着金属材料热处理工艺及技术同样在不断发展，金属材料热处理技术的应用促使了金属产品质量得到提升。金属材料热处理后再开展机械加工，可以实现对金属材料热处理变形的控制。同时，在进行金属热处理中可控气氛应用较为广泛。

总之，工业生产中，需要提高金属材料的机械性能。在设计中正确制定热处理工艺的融合，这样不仅会提高材料的机械性能，而且还可以改变它的原子排列，进而满足工程技术的需要。随着金属材料热处理工艺和技术亦在日益完善。金属材料热处理工艺和技术要实现技术的全面性，从而不断提高工艺水平。

参考文献

[1]苗高蕾.金属材料热处理技术的发展[J].时代农机，2015（11）：112～114.

[2]苗高蕾.金属材料与热处理关系浅议[J].企业技术开发，2014（33）：78～79.