金屬材料熱處理過程及工藝淺述

譚從岳

（武漢重型機床集團有限公司，湖北 武漢 430205）

隨著當前我國金屬材料加工工藝的不斷發展，加工處理方式越來越多樣，熱處理技術作為我國相對較為傳統的處理手段，在當前同樣也取得了理想發展，并且可以在具體應用中體現較強的實效性。結合現階段金屬材料熱處理加工要求來看，熱加工工藝同樣也面臨著較大的壓力，相應金屬材料加工性能需要重點把握好耐久性、硬度以及疲勞性等多個方面的要求，進而也就必然需要重點圍繞著金屬材料的熱處理工藝要點進行詳細把關，提升操作規范性，最終優化金屬材料熱處理水平。

1 金屬材料熱處理過程

1.1 退火

在金屬材料熱處理過程中，退火是比較重要的工藝過程，其一般需要將金屬材料加熱到相應的AC3以上，然后進行恰當保溫控制，在一定時間后逐步冷卻，控制溫度降到500攝氏度以后，在促使其在空氣中慢慢降溫處理。退火處理在金屬材料熱加工中同樣也表現出了多種應用類型，比如完全退火以及等溫退火就是常見的不同處理方式，完全退火也就是我們常說的退火工藝，其能夠在碳鋼以及合金鋼等金屬材料的熱加工中得到有效運用；等溫退火則需要重點關注于金屬材料熱加工過程中的溫度控制，確保相應退火環節對于金屬材料的熱加工效果發揮理想價值。此外，針對不同金屬材料的熱加工需求，在退火操作處理中往往還可以借助于球化退火或者是去應力退火進行處理，保障金屬材料能夠具備更強的耐久性以及疲勞性，對于解決裂紋或者是變形問題也具備理想價值效益。

1.2 淬火

金屬材料熱加工處理中淬火同樣也是比較關鍵的環節，通過淬火可以較好實現金屬材料性能的優化，促使金屬材料的冷卻環節可以得到較好控制，更好優化金屬材料工件的橫截面，促使其可以在一定程度上發生馬氏體等轉變，最終實現金屬材料工件性能的優化。結合金屬材料淬火處理而言，當前比較常用的介質材料有鹽水、油以及水等，不同介質材料的應用可以產生不同的效果，比如應用鹽水進行淬火處理可以促使金屬材料的硬度得到加強，并且還有助于金屬材料表面更為光潔，但是在變形控制方面存在缺陷，因為含鹽量控制不當還可能會導致開裂問題形成。

1.3 回火

金屬材料熱加工處理中回火同樣也是比較關鍵的一個環節，其主要就是針對淬火完成后的金屬材料構件再次加熱處理，此時加熱溫度應該控制在金屬材料AC1臨界點以下，并且根據加工要求以及金屬材料類型的不同保持適宜時間段，然后有效冷卻。回火環節對于金屬材料的熱加工處理具備較強的作用價值，比如通過回火處理可以明顯降低金屬材料構件的脆性，促使金屬材料內部存在的應力得到有效消除，如此也就必然可以更好提升金屬材料構件的應用價值；對于金屬材料構件的尺寸穩定效果同樣也比較理想。當然，這也就對于回火的具體操作提出了更高的要求，需要保障回火時機以及時間長度得到精確把關，盡量避免可能出現的明顯金屬材料性能受損問題。

2 金屬材料熱處理工藝要點

2.1 關注金屬材料類型

在金屬材料熱處理工藝的具體應用中，為了更好提升熱加工工藝的應用效果，必然需要保障相關工藝具備理想的針對性，這也就需要關注于各類不同金屬材料的材質和型號，確保金屬材料熱加工工藝更為合理。基于現階段金屬材料加工制作方面的基本狀況，相應金屬材料的加工不僅僅涉及到了一些常規材質，往往還涉及到了一些更為復雜的金屬材料和構件，比如多孔金屬材料以及納米金屬材料，在熱處理工藝的應用中必然也就需要體現出較強的適應性，促使相應金屬材料可以形成較為理想的性能優化效果。這些新型金屬材料的熱加工處理難度更大，需要關注于各個熱加工處理流程，確保具體熱加工處理更為精細，相關參數的管控更為適宜，如此也就必然可以較好優化后續實際應用性能，避免金屬材料在熱加工中存在受損隱患。

2.2 關注金屬材料性能要求

在金屬材料熱處理工藝的應用中，金屬材料的最終加工性能同樣也需要需要考慮的核心內容，只有明確金屬材料的具體性能要求，進而才能夠保障相應金屬材料的應用更為高效可靠。結合這種金屬材料性能方面的要求進行分析，其同樣也需要體現出較強的針對性，能夠把握好各類不同金屬材料在不同行業中的應用要求。

一般而言，金屬材料應用性能的分析主要就是把握好耐久性、強度以及疲勞性等三個方面的具體指標，這也是金屬材料應用性能的具體要求，需要切實圍繞著不同性能進行詳細研究，具體到熱處理的各個環節中進行詳細分析，優化具體熱處理工藝，最終確保金屬材料的熱加工可以具備更強的性能優化效果。比如金屬材料構件的耐久性一般和熱處理過程中的應力消除效果存在直接聯系，這也就需要在具體操作過程中嚴格管控，確保內應力可以最大程度上徹底消除。

2.3 注重金屬材料的調質

為了較好提升金屬材料熱處理性能，關注金屬材料的調質同樣也是比較關鍵的任務，其有助于最終優化金屬材料構件的性能，需要在淬火后的回火過程中進行嚴格把關。金屬材料構件的調質應該關注于各個基本參數的有效控制，比如對于回火的溫度應該進行嚴格把關，結合不同金屬材料類型及其性能要求，控制溫度在400-720攝氏度。在具體操作過程中，不僅僅要重點關注于金屬材料構件表面的光潔程度，往往還需要重點圍繞著金屬材料的變形或者是開裂問題進行嚴格防控，保障金屬材料構件的綜合力學性能可以得到優化。這種金屬材料的調質工作在合金結構鋼或者是高速鋼中發揮出了較強的作用，需要進行精確調控。

2.4 滲碳、氮化

在金屬材料熱處理工藝應用中，為了進一步優化金屬材料構件的性能，借助于滲碳或者是氮化等手段也是比較有效的基本方式。滲碳主要就是在原有金屬材料構建中有效滲入碳材料，借助于滲碳層提升原有金屬材料構件的應用疲勞性以及耐磨性等指標，但是不會影響到整體金屬材料構件的韌性，需要嚴格圍繞著滲碳量以及深度進行嚴格把關控制。氮化同樣也是比較常用的基本優化方式，其需要借助于氨氣中的活性氮原子進行金屬材料的氮化，利用形成的氮化層提升金屬材料構件表面的加工性能，一般氮化層需要控制在0.025-0.8mm，優化金屬材料構件的抗腐蝕性能、耐磨性以及抗疲勞性能。

3 結語

綜上所述，金屬材料熱處理工藝作為當前我國金屬材料加工中比較常用的基本手段，需要結合不同類型的金屬材料及其加工性能要求，切實把握好熱處理的各個流程和關鍵環節，注重精確度的有效把關，最終提升金屬材料構件的熱處理性能。