金属材料热处理工艺与技术分析

冯福泰

（东营市特种设备检验研究院，山东 东营 257091）

引言：金属材料具有塑性好、韧性强、耐腐蚀性好和强度高等性能，能够在很多领域中发挥重要作用。为了使得金属材料发挥更好的应用效果，使用热处理工艺对其进行处理，有助于进一步提高金属材料的综合性能。国家越来越重视金属材料热处理的研究，人开始了解可能对金属材料热处理中变形问题产生的原因，要想从源头上杜绝金属材料发生形变或者后续使用时发生各类突发情况，可以采用冷却、淬火的方式对金属材料热处理进行完善，同时弥补可能发生的各类风险。由于热处理工艺和技术直接决定着金属材料的物理性能，如果在使用过程中，其工艺和技术存在问题，那么就会降低金属材料的耐久性、抗疲劳性、硬度等，使得所生产的产品不符合质量要求，将会增加企业的制造成本，还会存在安全事故。所以需要严格控制好金属材料热处理工艺和技术，用其增加金属材料的综合性能。

一、分析金属材料热处理技术的操作原则

（一）分析科学合理的操作原则

要想选择使用科学以及熟练的操作技术对金属材料间热处理的工作，这样便意味着工作人员需要严格根据金属材料的实际情况和检测相关评估结果，对其实际指标进行获取，这样才能保证其整个步骤的科学性，同时合理的操作是确保金属材料热处理中有序完成的关键一步，能大幅度提升整体操作流程的规范与稳定性，由此确保和杜绝金属材料热处理时发生质量问题。

（二）分析熟练操作的基本原则

对于金属材料热处理而言，其操作需要相关工作人员具备比较强的操作性与熟练度，对相关机械工程实施金属热处理操作培训时，要积极鼓励以及教育相关工作人员对操作流程和技术等进行全面的了解与掌握，只有这样才能在一定程度上获得获取和了解金属材料性质和相关指数数据。机械工作可对工作人员进行定期培训，利用培训使得工作技术人员及时掌握基础内容和处理工艺，不仅能加强技术人员对金属热处理工艺的熟练，同时还能促进其操作性，保证能最大限度上加强金属材料生产质量，降低热处理过程中因为操作问题产生形变的概率。

（三）分析实用性原则

实际进行应用的过程中，要充分结合不同种类型的金属材料实际需要，从而合理的投入一定的技术成本，因此金属材料在进行热加工变形处理的过程中，要严格的秉承着实用性的原则，尽可能减少企业在金属加工方面投入大量人力物力资源，而是要将大部分精力转向技术研究进行转移，提升热处理工艺的科学有效性，促进金属材料品质优化升级，不断推进金属材料热加工工艺健康发展。

二、现阶段热处理工艺对金属材料性能带来的影响

金属材料实施热加工处理的主要目的就是加强其综合性能，因此热处理工艺对金属材料实施处理能够加强其物理性能，保证金属材料在实际应用的过程中具有比较好的使用效果。

（一）热处理温度对金属材料疲劳性带来的影响

当金属材料对预处理进行相应的完成后，就会比较明显的提高其综合性。对于抗疲劳性能而言，主要受到的是热处理温度带来的影响，如，热处理工艺在金属材料使用过程中，如果其中的冷却速度没有设置好，将其设置得过快，就会导致金属材料温度在较短的时间内出现骤变，并且在一定程度上存在较大应力作用，致使金属材料极易出现断裂现象，也就是所谓的金属材料疲劳性能会受到极大的影响，因此在热处理时，相关的工作人员要对温度进行严格的控制好，还要对温度不断调整，只有这样才能选择比较适合的温度不断加强金属材料的抗疲劳性能。

（二）热处理工艺对金属材料耐久性带来的影响

金属材料在受到持续加热时，就会突然出现冷却反应，并且该结构也会出现较大的变化，尤其是金属材料耐腐蚀性能受到较大的影响。通过从热处理应力进行入手，相关工作人员要对金属材料的自身耐久性进行全面的了解，之后在对热处理应用大小进行确定，由于使用这种热处理工艺能够改善金属材料耐久性。确定应力大小时，不能出现剩余应力，不然就会对金属材料耐久性产生负面影响。因此通过对热处理工艺进行使用，就能影响金属材料的腐蚀性，也会影响其耐久性。

（三）分析热处理预热对金属材料切割的影响

在热处理过程中，除了会对金属材料的性能带来影响，也会对其切割效果带来影响，由于对金属材料进行整体加工时，不可避免的将会对金属材料进行切割处理，实际所使用的工具是十分关键和重要的，并且工作环境的影响也是相对较大的。基于此，为了使得金属材料的切割质量有所保障和提高，可以使用预热处理的方式。热处理预热对金属材料切割的影响有两面性，如果进行科学合理的预热处理，可以避免金属材料在切割时使用的刀具和材料之间的粘连现象，那么将会增加材料的气割效率，并且保证金属材料切割的精确度，最终提高金属材料的切割质量。反而言之使用预热处理的过程中，并没有严格的根据规范要求进行，那么将会导致其金属材料的切割出现误差，从而使其切割的成品质量不能满足要求。

三、分析金属材料热处理工艺和技术

现如今伴随着我国科学技术快速的发展，金属材料热处理工艺得到全面的进步和优化，技术方面也变得更加先进和完善，由于新方法、新工艺的不断涌现，使金属材料能够获得更好的热处理，有助于提高金属材料的物理性能，还有全面加强金属材料的成品质量。以下便对几种热处理新工艺和技术做出了相应的介绍和分析。

（一）分析激光热处理的技术

对于这种技术而言，主要是通过选择使用高能量激光束对金属材料进行相应的热处理，由于高能激光束是存在相对比较大的能量，作用于金属表面会使其温度快速上升而达到相变点。这种技术的最大优势在于功率高、激光束密度大，所以在处理过程中，会增加金属材料表面的耐磨性、强度和硬度，使得金属材料具有更好的力学性能，而且还可以增加材料的热处理速度。现如今通过应用激光热处理的技术在处理方面，主要对象便是铸造型板冲压模具，在石油化工和冶金以及汽车等领域中的应用是相对比较频繁的，但是这种技术的生产成本相对比较高，因此在实际选择中需要引起足够的重视。

（二）分析热处理CAD 技术

对于这种技术而言，主要属于一种模拟的系统，其中主要是根据计算机作为辅助的工具，之后对其材料进行热处理工艺的模拟，这种技术的主要优势便是通过模拟实际的热处理工艺，从而提高热处理工艺的实际效果，能够降低实际工作失误，提高实验效率。甚至通过该技术能够模拟现实工作不能达到的操作，比如完全退火和等温退火等，能够预防金属材料的变形。热处理CAD 技术的具体模拟过程是研究人员首先使用CAD 技术还原整个热加工过程，在这之中，主要包括了具体热工工序，在设置工序的过程中，需要综合考虑金属材料的化学性能和物理性能以及热加工的实际要求等，在模拟的过程中，需要及时地将步骤中存在的问题进行相应的修改和完善，实际上，热处理CAD 的技术主要是信息技术电脑技术在加工领域中的应用，这些技术使得热处理技术生产变得更加高效。

（三）分析化学薄层渗透热处理技术

对于这种技术来说，主要是通过化学反应的方式对金属材料进行相应的热处理，经过相应的化学反应，金属材料的薄层能够得到相应的渗透，该材料就会在很大幅度上提高其坚韧性。传统的热处理技术是使用燃料进行热处理，然而这种技术打破了传统的处理过程，具有更好的节能减排作用，而且热处理时间快。现如今这种技术在实际生产的过程中是存在十分广泛的应用。

（四）分析振动时效处理技术

在金属材料实际进行加工的过程中，振动时效处理技术是十分重要的内容，由于金属材料间热处理将会受到机械设备带来的影响，使其自身出现较大的一个震动，金属材料受到较大振动力，就会导致其出现错位或者位移等情况，加工出来的产品就会出现质量问题。所以使用振动时效处理技术，其主要作用是对机械设备产生的振动进行干预，使其能够降低震动对金属材料带来的影响，在此基础上提高生产加工产品的精确度和质量。

（五）分析真空热处理的技术

通过燃料加热的热处理技术，氧气是属于不可缺少的主要物质，因此在有氧环境下进行热处理，金属材料表面会出现氧化的作用，就会对其性能造成影响。于是为了解决该问题，伴随着科学技术的快速发展，研究者们实现了真空热处理技术，即在没有氧气环境中对材料进行热处理，避免了金属材料氧化。这种技术的主要优势就是防止金属材料氧化，同时在真空的环境下，低压渗透材料能够直接进行高压气淬施工，因此可以对热处理流程进行缩短，保证热处理效率得到提升。

总结：综上所述，金属材料热处理工艺和技术变得更加成熟，不仅能够提高金属材料的综合性能，而且在一定程度上有助于推动我国工业的可持续发展，并且热处理工艺还能够符合当前人类节能环保的理念，能够降低金属材料的处理成本。于是研发和创新金属材料热处理工艺和技术值得各个相关研究者的重视，在应用过程中，需要严控管控好热处理的各个工艺环节，从而增加热处理技术的水平。随着科学技术、新材料的不断发展，金属材料的应用性能将会更好，我国的工业化发展将会不变得更加完善。我们需要重视的是提高热处理加工效率，并且需要熟知热处理和金属材料之间的关系，熟练掌握热处理工艺和技术，使得金属材料的性能更加优异。