金属材料的真空热处理研究

耿大龙

摘 要：在当今社会，人们对生活质量的要求越来越高，对衣食住行的需求也是与日俱增，而在满足衣食住行的同时还要考虑到其他方面的问题如环保、节能等，因此对于能源的节约和环境保护就成为了我们的首要目标。金属材料由于其优良的性能和较高的使用价值，已经被广泛应用于各个领域。本文围绕“金属材料的真空热处理”进行研究。

关键词：金属材料;真空热处理;研究

引言

由于传统的热处理工艺存在着许多缺点，比如：操作过程复杂，成本高等，这就导致了其不能大规模的应用于实际生产中。而真空加热技术可以很好的克服上述这些缺陷，并且还具有很大的实用性。下文主要研究金属材料的真空热处理，并将真空沸石进行改进，从而实现金属材料的真空热处理。

一、真空热处理基础理论

热处理是指在一定的温度下，将固体物质在常温（常温）和高温（常压或低温）环境中的化学成分转化为液态的过程或化学反应的一门学科。在工业生产中，由于其工艺流程复杂，操作条件苛刻，且对设备要求高，所以热处理技术的应用受到了很大的限制和制约。真空热处理是指在负压下，通过加热、加压使固态物料转变为熔融态，从而得到我们所需要的产品及材料的一种方法。真空热解的基本原理就是利用真空系统的负压力使物体发生形变，当被加工的样品达到所需的尺寸时，就可以进行传质。

二、真空热处理的研究现状与问题

真空热处理是在真空条件下，利用加热介质（如水、油等）将材料表面的原子或分子带点的部分原子（如碳、氧等）与基体金属离子发生反应，从而使它们形成的结合态的过程称为热解。它可以通过改变金属的熔点来控制其内部的结构和功能。

目前，国内外使用较多的是热处理炉进行金属材料的真空热处理，而炉的温度和压力是影响真空度的重要因素，在一定范围内，炉内的高温环境对其真空性能的要求非常高，所以需要对其真空特性的研究来确定其最佳的工作条件。

三、真空热处理措施

在真空热处理的过程中，要想使材料的性能得到提高，就需要对其进行一定的加热和冷却。在这个过程中，材料必须要有一个很好的纯水，这也是为了让它的温度降低，但是如果没有纯水，就会造成材料的浪费或者是产生有毒的物质等。所以可以采用真空蒸镀的方式来对其进行强化，这样既能使材料的各项指标达到最高，又能节约成本。

（一）精密计算真空热处理实验方案

由于真空热处理的材料具有高的耐蚀性和耐候性，所以真空热处理的过程中，会产生大量的有毒气体，对环境和人体健康造成严重危害，因此必须对其进行严格的控制和管理，计算、选择最佳真空热处理实验方案。

例如，工作人员可以将制备好的金属材料样品放入恒温水浴锅中，设置温度为50℃，设定时间为24h，将真空时的环境放置于37℃的恒温水浴锅中，在真空热处理后，观察其表面温度变化，并记录数据。然后取上述两个实验方案的平均值作为标准值，带入公式求得最优的真空热处理方案的值与所得到的数值相对应的误差率，从而求出该优化的真空热处理的最终效果。

（二）严格控制实验条件

在热处理的过程中，由于外界温度的變化（如酸碱、氧化剂等），会产生一些新的官能团，这些官能团的存在会对材料的性能造成一定的影响。所以，控制好实验条件是必不可少的措施。

首先，在加热的同时，实验人员要尽量避免高温对材料的损害作用，利用其他隔热材料保护好实验材料，防止因高温而破坏原有的晶粒，降低了晶粒的质量和硬度。第二，实验人员应该选择具有强耐腐蚀性的材料进行实验，提高耐腐蚀性，可以减少因外力引起的应力而导致的形变。第三，在进行耐蚀性试验时，要选择合适的时间来完成。第四，如果没有做好充分的准备工作，就容易被氧化，失去活性。所以，实验者需要提前做实验，以确定出最佳的工艺条件，然后再根据实际的生产情况来决定是否使用此方法。一般有三种：（1）浸泡法;（2）浸渍法;最后一种是化学沉淀法。这些方法各有优缺点，应根据具体的环境而定。

（三）严格控制加热过程

由于实验中使用的真空热处理的物质是金属材料，而金属材料的性质对其的性能影响很大。像导热性、耐腐蚀性、耐磨性等。在真空热处理的过程中，实验人员会发现很多的问题，当样品的表面有裂纹时，很容易就会造成实验的失败;当样品的内部有孔隙时，由于孔隙的存在导致的实验现象也是很常见的;另外，在进行真空时，如果样品的内部分子的尺寸和形状都比较小，那么就很难达到理想的真空效果。所以，实验者必须严格控制加热过程。

首先，在真空热处理的过程中，实验人员要尽量减少热源的使用量，因为在真空热处理的时候可能会造成材料的损耗和环境的污染。第二，在进行真空处理时，要严格控制温度的变化范围，避免由于高温而导致材料发生腐蚀或者是性能的下降。第三，一定要保证加热的均匀性，这样才能让材料的耐用性得到提高，让其可以更好的应用到生活中。第四，如果想达到理想的效果，就必须要求真空的操作简单，并且能够有效的对其进行保护，所以需要对真空的操作程序以及相关的注意事项做进一步的优化和改进，定期参加实验培训，进行实验总结。同时还要考虑到不同的样品之间的相容性，严格遵守实验规则，将相容与不相容的样品分开存放，防止出现实验的不稳定现象。

结语

综上所述，原子物理是一门古老的学科和科学，它在自然科学中占有重要地位。随着时代的发展和科学技术的进步以及人类对自然的认识不断加深，人们已经意识到了利用金属材料来制作各种材料的重要性;同时，也越来越重视金属的应用与创新。

参考文献

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