化工机械金属材料组织演变及性能分析

2019-05-23张宏

世界有色金属 2019年3期

张宏

（甘肃工业职业技术学院，甘肃天水 741000）

当今社会，随着我们国家的产业结构的不断发展，加快了各个领域的长足发展，金属材料的应用也到了一个全新的阶段。在这个背景下，金属材料相关单位获取了较快的发展，我们的工作和生活都离不开金属材料，不论是以前还是现在，我们的生活都和金属有着千丝万缕的联系。当今时代的发展和进步离不开对新材料的开发和应用，这就需要对金属材料组织的演变和性能进行分析，金属材料的种类繁多[1]，性能也是千变万化的。金属材料指金属元素或以金属元素为主要构成物的金属材料，其具有金属特性的材料总的称呼。金属材料中又包括纯金属、合金金属、特种金属材料和金属间化合物等。对金属材料组织演变和性能的分析，有利于在工作和生活中更好的发挥出金属材料的性能。

1 金属材料组织演变分析

金属材料组织演变是指金属材料在加热或者冷却的过程下，由于温度变化金属材料的自由能变化的原因，导致金属材料发生剧烈变化的一种表现形式。在升温过程中，材料组织的结构由体心立方结构转变为面心立方结构，在冷却过程中呈相反状态[2]，加热或冷却材料组织变化如图1。

图1 金属材料热冲压演变过程

金属材料组织在演变中，热冲压过程占有重要位置，随着新技术的出现，金属材料也有了新的演变。金属材料组织演变在大部分热处理过程中，冷却速度变化很小，在工业生产中被长期使用，获取方法相对简单。对于金属材料非扩散型演变，演变过程的微观组织份数只和当前的温度有关，通过模型进行计算马氏体相变开始温度和马氏体相变得材料以及剩余的奥氏体份数，然后运用抛物线法则，进行仿真，从而得到温度历史，硬度分布图和组织分布图。金属材料组织演变在一般情况下，对获取等温转变数据的实验要求非常严格，其需要在材料奥氏体化后快速到指定温度后进行保温相变，然后测量其膨胀曲线。金属材料在冷却过程中有不同的冷却方式，下表是选取两种金属材料对其进行分析：

表1 金属材料冷却过程

如表1所示，根据不同的金属材料选择不同的冷却方式，不同的金属材料在其冷却过程中的温度调节不同，其冷却组织也不同，选取不同的冷却方式的前提是对金属材料的组织和性能了解。

2 金属材料性能分析

2.1 固有性

金属材料是一种金属键组合成的一种固态物质，其表面具有独特的光泽[3]，具有非常优秀的导电性能，化学特征显著，通常情况下会发生氧化、生锈的情况。金属材料延展性能非常好，通过组合能够得到化合物，在熔融模式下，能够与非金属组合来得到合金，通过组合完善金属的特性。

2.2 加工性

金属材料具有很强的加工性，主要包括可锻性、铸造性、切削加工性和可焊性等，以下对金属材料的加工特性进行分析：可锻性，当金属材料受到高温后就会呈现出液体状态，能够得到很多不同的形状，在热态或冷态下能够进行锤锻、拉伸、挤压等加工，可锻性会受到模型的填充条件及铸造气温等因素的影响，其好坏与金属材料的化学成分紧密相关；铸造性，金属材料能够通过铸造的方法来获得合格铸件，在受到高温后会呈现出液体状态，能够得到不同的形状。

主要包括流动性和收缩性，没流动性指的是液态金属具有铸膜的能力，收缩性是指，金属材料体积收缩的程度，铸造性会受到模型的填充和铸造气温的影响；切削加工性，指金属材料经过刀具切削后的处理难易性，这与材料的自身结构、软硬程度和导热程度都有很大的关系，切削加工的好坏通过加工后工件的表面程度和切削速度及刀具磨损程度来看出，一般来说，金属材料的硬度越高越难削，一些硬度不高的，韧性大，切削起来也相对困难；焊接性，在特定的状态中，金属材料会按照所设计的规定焊接来得到一定的构件，主要包括两方面，一是结合性能，在一定的焊接工艺下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，在一定的焊接工艺条件下，一定的金属焊接接头对要求的适用性，一般收缩及导热性能好的金属材料，他们的焊接性能更加优秀。

通过对金属材料的性能分析，能够使金属材料在加工过程中，使用正确的方法对其选择。