金屬材料組織性能改變方式

張 炯（廣西科技大學職業技術教育學院 ，廣西　柳州　545006）

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金屬材料組織性能改變方式

張 炯
（廣西科技大學職業技術教育學院 ，廣西柳州545006）

摘要：金屬材料可以通過相應的加工工藝，改變其內部組織結構，進而影響金屬材料的工藝性能和使用性能。伴隨著我國經濟的不斷發展，我國在科學技術研究方面的投入逐漸加大。只有不斷的發展我國的科學技術才可以帶動我國的經濟發展走向持續性的發展道路。在機械加工行業我國的金屬材料的使用和性能的保障一直處在一種發展和探索的階段，我國在這一方面較國外的技術還需要進行不斷的創新和改進。本文針對金屬材料組織改變性能的方式進行專業的分析和討論，從不同的方面進行介紹，希望通過本文的介紹和闡述，對我國的金屬材料的性能使用和改變方面有一定的貢獻。關鍵詞：金屬材料；組織結構；性能改變方式；機械加工

金屬材料作為我國工業發展的基礎性原材料，對于我國的工業發展至關重要，我們只有詳細的了解金屬結構的組織結構，通過改變其組織結構來改變其工藝性能和使用性能，才能推動我國的工業發展，推動我國的科研技術創新。

針對金屬材料組織改變其性能的方式的論述，本文從三個方面闡述。第一個方面是金屬材料的機械性能和生產的關聯。第二個方面是金屬材料的機械性能和金屬材料的組織結構之間的關系。第三個方面是改變金屬材料組織結構來改變其材料性能的方法。下面進行詳細的敘述和分析。

一、金屬材料的機械性能和生產的關聯

金屬材料在我國的應用廣泛的原因，主要有兩個：第一個是金屬材料在機械行業有著較好的使用性能；第二個是金屬材料在施工過程中有較好的工藝性能。金屬材料在使用的過程中的力學性能非常突出。例如汽車的制造過程中之所以使用金屬材料主要是因為金屬材料的強度較高，能夠適應汽車在使用過程中的性能要求。現在機架過程中的車刀應用的也是金屬材料，主要是因為金屬材料的硬度較高，能夠適應車刀在使用過程中的性能要求。這是由于金屬材料有著眾多的優點，才使得金屬材料的使用頻率較高，應用范圍較廣。

金屬材料的機械性能的相關指標很多，主要包括了五個方面。第一個是金屬材料的強度；第二個是金屬材料的塑性；第三個是金屬材料的彈性；第四個是金屬材料的抗疲勞性；第五個是金屬材料的抗蠕變性。上述的五種金屬材料的機械性能指標是我們在機械設計的主要依據，同時也是機械生產過程中的材料選擇的依據。在這五個標準中最為重要的是金屬材料的強度；金屬材料的硬度和金屬材料的韌性等，這些指標在金屬材料的選擇過程中都會進行相應的標注。綜上所述，我們應該有效的了解金屬材料存有的每種機械性能和機械指標。只有這樣我們才能夠有效的保障在機械設計過程中和機械生產過程中合理的應用各種金屬材料，讓每一種金屬材料物盡其用。

二、金屬材料的機械性能和金屬材料的組織結構之間的　關系

通過金屬材料的物理學分析可以知道，金屬材料的組織結構較為復雜，通過研究可以得知，純度為百分之百的金屬為晶體結構。不同種類的金屬材料，其組織結構也是有區別的，這樣就導致了金屬材料的性能有一定的差異。但是在實際的應用中，金屬材料是一個多晶體的組織。金屬材料的形狀和其組織結構中存在的缺陷有關。按照實驗室給出的數據可知，細晶粒的金屬材料在強度方面要強于粗晶粒的金屬材料。但是在進行冷加工或者熱加工之后，大多數的金屬材料的性能會發生改變，這主要是由于金屬材料的組織結構發生改變。在一定的條件下，金屬材料的晶體會出現扭曲，這樣就導致了金屬材料的結構和性能發生變化，進而嚴重的影響了金屬材料的機械性能。

現階段，我國使用的金屬材料多為合金鋼材料。合金材料的組織結構較為復雜。合金材料的性能不僅僅和合金材料的組成元素有關，更加影響合金材料性能的是合金材料的相。合金材料的相主要指的是在相同的化學成分和物理狀態下，改變其他的條件時，合金發生的相應的改變。合金材料可以是單相的組織結構，有的時候合金材料是多相的組織結構。單相合金在外部條件發生變化的時候，改變的是其組織結構中的原子的排列順序，進而改變和合金材料的性能；多相的合金材料是有多個單相合金材料組合而成。多個相體的結合會有效的改變合金材料的機械性能，不同的相體的組成成分會導致合金材料的性能的差異。相體中的晶體的粗細，第二相體的具體結構分布都會對合金材料的組織結構有一定的影響。上述的內容只有在顯微鏡的觀察下才能夠清晰的判斷。我們在使用的過程中要對合金材料的組織結構和使用性能有一個充分的考量和科學的判斷。

三、改變金屬材料組織結構來改變其材料性能的方法

在實際的生產中，我們要想實現金屬材料的某種性能，我們可以通過采取某種工藝手段來改變其組織結構，進而改變其工藝性能。關于改變金屬材料組織結構來改變其材料性能的方法的論述，本文從三個方面進行分析和闡述。第一個方面是可以通過將金屬材料的組織均勻化，晶粒細化的方式改變和提升金屬材料的機械性能。第二個方面是可以通過改變金屬材料的第二相的形狀的方式來改變金屬材料的機械性能。第三個方面是可以通過改變金屬材料的第二相的分布的方式來改變金屬材料的機械性能。下面進行詳細的分析和闡述。

（1）方法一：可以通過將金屬材料的組織均勻化，晶粒細化的方式改變和提升金屬材料的機械性能。

完全退火可以細化組織，均勻組織。擴散退火能使鋼的成分均勻化，消除偏析。正火同樣可以細化晶粒，提高強度和硬度。

（2）方法二：可以通過改變金屬材料的第二相的形狀的方式來改變金屬材料的機械性能。

球化退火能把過共析鋼中的網狀滲碳體變為顆粒狀，改善工件的切削加工性，減少鋼在淬火中的變形開裂傾向。再結晶退火能消除冷加工后晶格的畸變，消除加工硬化，使材料恢復到原來的好的塑性，以便繼續壓力加工。

（3）方法三：可以通過改變金屬材料的第二相的分布的方式來改變金屬材料的機械性能。

通過淬火，將第二相留在晶體內，成為過飽和的固溶體——得到高硬度的馬氏體。硬鋁合金則通過“時效”析出第二項（強化項），以達硬化的目的。

參考文獻

[1]李德恒.談談金屬材料的組織與性能的關系[J].中國科技財富，2010（24）.

[2]齊世祿.控制與減小熱處理變形的措施[J].模具工業，2011（13）：12-14.

基金項目：2015年廣西自治區高校科研項目（KY2015YB182）；2014年廣西科技大學科學基金項目（校科自1419216）。

中圖分類號：TG115

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