探究金属热处理在热能动力工程中的应用

李 欢

（天津京和环境科技有限公司，天津 300000）

金属在经过热处理锻造之后，能够作为基础元件在制造之中进行应用，整体应用范围相对较广。将热处理技术应用到热能动力工程之中，能够通过对温度进行调整的方式，对金属内部组织形态进行改良，以便达到对其性能进行有效管控的目标，确保可通过添加其他元素的方式，保证金属的使用性能，可对金属工件内在质量实现切实调整。整体技术应用价值相对较高，值得对其应用展开深入性探讨。

1 金属热处理

1.1 基本状况

金属热处理技术可以达到对金属纯度进行有效提升的效果，整体处理过程需要严格按照工序要求，确保金属始终能够处于较为稳定的状态，能够满足金属质量以及效能提升要求。按照处理工艺，金属热处理技术主要可以分为化学热处理、整体热处理以及表面热处理三种。同时，根据冷却方法、加热介质以及加热温度的差异，每一种类又可以详细划分为不同的热处理工艺，每一种热处理工艺在应用时都会获得不同的组织结构，能够使金属具备不同性能。作为工业中应用最广金属，钢铁的显微组织相对较为复杂，热处理工艺在钢铁中的应用种类也相对丰富，在我国钢铁冶金行业中有着广泛应用。

1.2 金属热处理优势

在传统进行开发时，多数金属都处于半加工或未加工的状态，金属自身的化学性质以及物理性质，会因为内部杂质的影响而使金属处于不稳定的状态。对其展开热处理技术，能够在提高金属纯度的同时，保证金属实际使用效能以及整体质量。技术在材料生产加工过程中的应用价值较为突出，其在进行金属处理过程中，只会对金属表面化学成分进行调整，不会完全改变金属整体形态，能够在保证金属自身固有形态的基础上，通过回火以及正火等手段完成热处理，实现对金属内在质量的切实优化。同时，在完成退火工艺处理之后，需要将工件加热到一定温度再进行冷却，以便实现对工件硬度的调整，可达到切实提升其可塑性能的效果，能够为后续加工操作开展提供可靠支持。此外，正火手段的应用能够对组织结构进行细化处理，具备良好切削性能，可为金属元件使用与加工奠定良好基础。

1.3 金属热处理组成工艺

热处理技术能够在改变工艺性能的同时，确保工件获得良好使用性能。金属的热处理加工主要包括加热、冷却以及保温等几项步骤，处理加工工艺分为退火、正火、淬火以及回火四项工艺技术。其中退火工艺会将金属加热到相应温度，在保持该温度一段时间之后，会通过慢慢冷却的方式进行处理，该项工艺可以达到提高工件塑形能力，降低金属硬度的功效，更加有利于冷变形加工以及机械加工开展，能够对材料切削性能进行优化处理；正火工艺会将金属加热到临界点以上温度，通过在空气中进行冷却的方式，完成珠光体类组织加热处理操作，整体工艺处理更加细致，机械性能优化水平也相对较为理想，由于采用的是炉外冷却模式，所以整体生产效率相对较高；淬火工艺会将金属加热到相应温度之后，对其进行奥氏体化处理，会在冷却之后展开行贝氏体转换，保证工件表面耐磨性以及坚硬度；回火工艺会将淬火工件加热到临界点以下温度数值，在经过一段时间之后，对其展开冷却处理，能够对金属强度以及硬度形成有效管控，保证材料组织的稳定性以及坚韧性。

2 金属热处理技术在热能动力工程中的运用

2.1 涂层技术

能源浪费问题在热能动力工程中相对较为常见，导致金属原件实际效用发挥受到了直接限制，出现资源闲置的状况，而动力装置内部也存在着运行效率不理想的问题，鉴于此，需要通过对金属热处理技术进行创新与优化的方式，确保技术能够在热力动能工程中发挥出相应作用，能够按照金属热处理的各项条件，做好热能动力工程辅助。

涂层技术可实现对金属技术性能的有效优化，能够通过对离子冲击波的运用，对待加工工件进行直接处理，保证工件的硬度以及强度。会通过对plc系统的运用，为整体操作提供远程调动技术支持，保证涂层技术能够得到顺利应用，以便对金属材料达到预期处理效果。

2.2 真空热处理技术

热处理技术与真空技术的有机结合，便是真空热处理技术。该项技术在应用时会营造出低于大气压的真空环境，按照需求完成超真空、低真空以及中等真空等环境设置，属于气氛控制热处理范畴。此种技术需要在完全真空的条件下进行，能够真正实现无脱碳、无氧化以及无渗碳的效果，在具体进行运用时，需要通过对中介煤质的运用展开无氧化处理，零部件在处理过程中不会出现氧化问题，渗碳材料温度也能够被提升到相应数值，热能动力工程生产效率会得到显著提升，气体排放量也会被控制在最低。也正因如此，在对该项技术进行使用过程中，并不需要安装排气装置、点燃器以及火帘装置，整体工件加工过程会得到切实优化，能够省略一些不必要的步骤，保证设备的利用效率以及整体生产成本。

2.3 新传感技术

该项技术会通过对传感器的运用，完成对加工各项数据的监测与分析，从而实现对金属加工全过程的高效率控制，保证各环节加工处理质量。现阶段较为常用的技术设备为氧探头，在进行加工过程中，会利用该设备对各单元数据情况进行收集与整理，能够实现切实缩短加工时间、提升材料基础性能水平的目标，可以有效规避辐射以及温度等对于金属材料所产生的影响，保证金属材料性能。

2.4 渗碳技术

作为金属性能重要调节元素，碳元素的含量会对钢强度产生直接影响，所以在进行材料处理过程中，需要按照实际要求对渗碳技术展开科学选择与应用。现阶段较为常用的渗碳技术，主要以微波渗碳技术以及环乙烯碳技术为主，其中后一种技术的应用流程相对较为简单，会通过进行洁净清理的方式，避免金属材料出现临界氧化问题，能够达到确实提升金属硬度，防止材料出现严重变形的状况。而前一种技术能够在有效提高整体热处理效果的同时，实现对碳含量的精准管控，生态水平优势较为突出，可以实现稳定碳循环的效果，渗碳效率相对较高，能够为工艺流程发展性以及持续性水平提升提供可靠技术层面支撑。

2.5 薄层渗入技术

在对热处理技术进行应用过程中，研究人员一直在按照技术使用情况，对技术应用进行优化，技术得到了良好改造，而具有化学特性的处理技术也开始得到广泛应用，薄层渗入技术就是其中的一种。在对技术进行应用过程中，会有目的性的在金属表层内部慎入一定量的化学元素，能够通过对渗入深度以及数量的控制，对材料性能展开调整。此种调整过程的影响因素相对较多，整体影响相对较为复杂，化学元素的渗入量以及渗入深度，并不会达到完全实现预期性能优化调整的效果，可能会因为使用不当而造成材料受到破坏的状况，所以需要再进行渗入过程中，做好化学元素渗入管控，保证元件性能不会受到负面影响，不会产生热能污染问题，从而实现理想化薄层渗入应用效果，达到预期对材料进行处理的结果。

各项技术应用君具有一定的优势以及不足之处，在具体选择技术或对其进行组合应用过程中，需要按照生产条件以及金属材料具体情况，合理展开技术选择，以便更好地完成热能动力工程处理任务。

3 处理技术的应用问题与发展方向

3.1 应用问题

虽然热处理技术的应用优势较为突出，但在具体应用过程中，还是存在着一些问题需要进行优化：①精细化管理难度较大。由于我国热能动力工程生产体系应用时间相对较短，所以在金属材料精加工方面还处于不断发展的阶段，热处理技术应用具有技术应用复杂以及精细化管理难度大的特点，生产参数复杂程度相对较高，且存在着数据信息不足的问题，材料热处理质量稳定性相对较低，容易出现金属表面出现磨损等方面的状况，需要反复进行实验才能够投入使用，整体生产成本相对较高；②生产水平相对有限。由于部分金属材料生产需要在高荷载以及高冲击的环境下进行，长期处于高强度的工作状态，很容易会使金属材料出现破裂失效或局部永久性变形等方面的状况，所以会对金属材料的使用产生直接影响，整体生产水平与市场的实际要求还存在着一定距离；③金属材料质量存在差异。作为金属材料验收重要标准，强调金属材料在验收时，合格率需要超过90%。部分企业为有效提高材料合格率，会通过使用强压或补偿手段，避免金属材料在使用中出现变形状况，但由于生产过程中的金属材料使用时间相对较长，所以合格率会出现急速下降的问题，需要通过实施参数调整的方式保证材料质量，无法对可能出现的风险进行准确预判，这对于热能动力工程而言是极为不利的。

3.2 技术应用发展方向

为妥善解决技术在实际应用中所存在的各项问题，今后技术发展会结合技术在具体应用中的实际应用情况，按照企业的生产条件以及整体生产规划，制定出较为合理的技术优化方案，确保技术应用问题能够得到妥善处理，能够按照加工工艺特点，更好的展开资源使用。一方面需要对工业体系进行优化与创新，要通过引进自动化以及数据化技术的方式，保证处理过程自控化以及数据化水平，确保能够通过对金属进行设计预实验的方式，完成对其匹配性的调整操作，以便更好地展开金属材料处理，保证最终处理质量；另一方面需要对金属材料质量以及生产水平进行不断优化，要在利用自动化技术提高生产精细化管理水平的同时，确保能够按照统一标准对材料质量进行管控，保证所使用材料的合格率都能够超过90%，确保能够通过对数字化技术的合理运用，实现对预期风险的有效判断，以便达到有效提高整体生产安全水平的目标，保证最终热处理技术应用质量。

4 结语

通过本文对金属热处理技术的介绍，使我们对该项技术基本情况以及应用价值有了更加清晰的认知。技术人员需要明确认识到，该项技术在热动力工程中的应用，能够为金属使用以及热动力工程开展提供可靠支持，可实现对能源消耗问题以及污染问题的有效处理，保证热动力原材料的整体质量，会对热动力工程开展产生积极影响。技术人员需要进一步加强对该项技术应用问题的研究力度，需要以实际应用情况为依据，制定出针对性较强的技术应用问题优化策略，以便实现对热处理技术的高质量应用，确保该项技术能够在热动力工程中发挥出更大的作用与价值。