金屬材料熱處理技術發展現狀及未來發展方向探微

【摘要】我國的金屬材料熱處理長期以來都存在著能源消耗大、處理工藝落后、產品質量低等缺陷，進入21世紀以后雖然這些問題隨著技術的進步得到了一定的緩解，但現狀依然比較嚴峻。因此金屬材料熱處理未來應向技術的節能化、先進化、高質化發展。

【關鍵詞】金屬材料;熱處理技術;發展現狀;未來方向

金屬材料的熱處理是通過對金屬材料部件進行適當的加熱、保溫與冷卻，改變其微觀組織，以獲得所需要的性能的技術，在工業生產中具有重要價值。我國的金屬材料熱處理技術雖然經過了較長時間的發展，但技術水平仍相對較低，未來的發展還有很長的路要走。

一、金屬材料熱處理目前在我國的發展現狀

（一）金屬材料熱處理的能源消耗現狀

金屬材料的熱處理通常對溫度有很高的要求，因此其能源消耗比較大。我國的熱處理車間由于所用的設備工藝較為落后，能源的利用率低，所以能源消耗量一直很大。進入21世紀初期，我國的熱處理車間基本把能耗控制在每噸600千瓦時左右，雖然比之前有了很大進步，但與發達國家相比依然消耗過大。從技術角度來看，這與我國熱處理車間所用工藝過于單一有很大關系，相當多熱處理車間在進行熱處理時不考慮技術適性，用同一種工藝處理全部種類的零件，導致處理效率低下，增添了許多無謂的能源消耗。

（二）金屬材料熱處理的技術工藝現狀

我國目前的金屬材料熱處理車間有相當一部分并非獨立的熱處理企業，而是大型生產集團附屬的生產車間，熱處理工作只是諸多生產環節的一環。這些生產集團對熱處理的重視程度不高，因此這些熱處理車間的設備和工藝更新換代非常緩慢。這些車間即使想進行熱處理的技術改革，其設備也無法支持最新的工藝。舉例來說，正火工藝在處理鋼鐵工件時能得到比退火更細的組織，生產效率和生產質量都比較高，但有些熱處理車間連正火爐都沒有，自然也談不上應用正火工藝。

（三）金屬材料熱處理的產品質量現狀

我國通過熱處理得到的部件成品質量一直堪憂，即使是同一生產線處理完成的產品，質量也往往參差不齊，部分不合格部件甚至要進行3次到4次的返修。目前來看，這些質量不達標產品的問題基本集中在含碳量上，我國目前通用的熱處理技術絕大多數對含碳量的控制力不足，尤其是滲碳工藝，不僅產品返修率高，而且即便是合格產品，使用壽命也遠低于德國、日本等國的同類熱處理成品。

（四）金屬材料熱處理的專業人才現狀

技術的進步需要足夠的技術人才加以支撐，但我國目前的金屬熱處理技術在人才培養上存在一定的偏頗。雖然有許多大學開設了相關專業，但培養方向都傾向于研究型人才，這些學生日后大多走向研究類崗位，最需要熱處理人才的各個熱處理生產車間反而很難獲得技術人才。近兩年來，金屬材料熱處理的研究人員大多把研究方向集中在通過元素摻雜提升最終的材料性能上，對熱處理生產工藝的優化反而乏人問津，對國外先進技術的引進也并不積極，這令我國的熱處理技術在應用方面進步很慢。不得不說，這種情況與人才和實踐的脫節有很大關系。

二、金屬材料熱處理未來在我國的發展方向

（一）增加處理方式，降低能源消耗

多元化熱處理工藝在我國是較新的一門技術理論，這一理論提倡在同一熱處理車間中設置多種不同工藝類型的熱處理生產線，以提高處理能效，降低能源消耗。事實上，我國對各種新式熱處理技術都已經有了一定的研究，比如化學熱處理法、真空熱處理法、激光熱處理法、振動熱處理法等，但這些技術的應用都還不成熟，所以應用率很低。以激光熱處理法為例，該技術不僅處理速度極快，能源消耗小，而且處理后的金屬材料不會受到殘余應力的影響，非常值得進一步推廣。

（二）改良設備工藝，提高處理效率

針對目前許多熱處理車間的技術工藝落后現狀，在沒有足夠的資金更新的情況下，可以進行適當的技術改良，以暫時性提高熱處理的效率。部分仍在進行手動化操作的熱處理車間需要進行設備的自動化或半自動化改良;部分過于老舊的熱處理爐可以考慮更換部分保溫材料，換成新式的材料，以提高熱處理爐的保溫和升溫效果。

（三）引進先進技術，保證產品質量

我國想要在短時間內靠自主研究提高滲碳、殘余應力消除等熱處理技術的水平有一定的困難，因此有引進國外同類先進技術的必要。但在引進時應注意國內的研究現狀，避免引入國內研究已經有相當成果的技術工藝，否則只會造成技術浪費。具體來說，我國目前針對金屬熱處理技術的研究成果主要體現在失效分析、力學性能與馬氏體組織上，這些方面的熱處理技術引進可以相對放緩，要把目光更多地投注在國內有所需求，但仍呈現空白或研究稀少的技術領域上。

（四）培養技術人才，強化技術實踐

為了保證涂層、激光熔覆等新型熱處理技術能在實踐中得到有效應用，一方面要加強對熱處理技術人才的培養，調整技術人才和研究人才的比例，另一方面要增強現有熱處理研究人員研究方向與實際需求的聯系，真正實現產、學、研的一體化。金屬材料熱處理技術的研究者應注意與熱處理生產人員的交流，了解我國熱處理工藝真正需要的技術支持，以此為指導確定研究方向，提高熱處理技術的研究能效。

三、結語

總體來說，熱處理技術的未來發展可以分為兩個方面，一方面是針對最終獲得的熱處理產品質量，通過改善技術工藝提高熱處理產品的最終性能，另一方面是針對處理過程的能效，通過改良處理設備和工藝降低能源消耗，提高處理效率。前者的提高傾向于技術研究，后者的提高傾向于技術實踐，想要實現熱處理技術水平的提高，這二者缺一不可，因此我國未來的金屬熱處理技術應實現雙向發展。

參考文獻

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