金屬材料與熱處理的關系探析

顧振軍

所謂熱處理就是在高溫作用下，把金屬的原有形狀和結構發生改變，讓其產生新的形狀和擁有新的作用。金屬材料加工的一個重要技術就是熱處理技術，其可以提升金屬材料性能。就此本文結合當前具體工作經驗，對于金屬材料與熱處理關系相關內容做下分析，具體如下。

金屬材料;熱處理;工藝;探析

我國是較早運用金屬材料的國家之一，隨著相關技術的進一步發展及市場的實際需求，金屬材料及熱處理技術有了進一步提升，為我國工業化快速發展起到了巨大的推進作用，涉及到具體發展內容上主要包括石油化工、航天航空及冶金等。同時，這些行業的快速發展，也是我國金屬材料及熱處理技術提升的一個重要標志。伴隨現代技術的不斷更替，人們對于金屬制品也提出了更高的要求，具體到實際生產過程中，熱處理工藝的選擇與金屬材料有著密切的聯系，因此，要想獲得良好的生產工藝效果，則要科學處理好金屬材料與熱處理之間的工藝關系，并在實際產品制作中做好科學的判斷。

熱處理技術新舊對比明顯，并處于不斷創新發展中。熱處理新工藝技術主要有以下四點特征。第一，耐磨性能提升。經過新熱處理技術加工的金屬材料耐磨性都有了顯著提升，在測試時新舊熱處理技術的金屬材料所制作的金屬材料抗疲勞性能更佳，能夠更好的滿足工業生產需求。第二，抗氧化與抗脫碳性能提升。在新熱處理技術工作環境中采用真空熱處理技術，將即將處理的技術材料放置于真空無氧環境中。并適時注入惰性氣體，減少被加工金屬出現氧化與脫碳情況。第三，減少金屬材料變形。部分金屬材料在熱加工中需要保留預期加工結構，并增其外形。新熱處理技術可以基本保持金屬材料外形處于理想狀態，減少后續加工工作負擔，極大提升了工作效率。第四，環境污染程度低。現代工業發展更加注重環保性、科學性，傳統熱處理技術工作效率低，廢棄物、污染物也相對比較多，會對環境造成一定影響。基于此，在工業發展新趨勢下應用新工藝技術也就顯得尤為重要。

鋁、銅、鐵是常見金屬材料多以復合型物質存在，幾乎無單質形態，是工業生產中的主要材料，使用規模大，規格、質量要求比較嚴格。合金就是多種金屬材質的常見混合狀態，即使是日常生活中所常說的鐵、銅也不是單物質存在，而是由多種元素混合而成。金屬材料內部結構決定金屬性能，而熱處理技術可以改變金屬材料的內部結構，使其擁有新的性能，滿足金屬原材料使用需求。金屬材料的結構主要包括兩種：空間原子列序與結構原子結合（公離、共價等）。金屬材料結構不同對于其性能有著極大影響。幾種簡單元素組成新化合物后，其性能、功能也有著極大的差異性。通過熱加工技術處理金屬材料，其主要原理是通過內部升溫與冷卻的方式改變改變材料內部結構，在此過程中內部升溫以及冷卻速度都有著嚴格要求。尤其在多種元素所組成化合物中，結構改變也是其性能改變。鑒于此在實際使用中，為了增加金屬材料性能，不僅要從材料本身進行研究，更要注重熱處理與金屬材料之間的關系，以此滿足工業發展需求，也為金屬材料熱處理本身提供必要的基礎。

（1）塑性。塑性是指金屬材料在外力作用下，產生的永久變形的能力。在實際金屬產品應用中，當受到外力作用時，金屬材料的長度及橫截面都會發生不同程度的變化，其延展性及收縮性較好，則表示該金屬材料的塑性越強，即該金屬在實際使用中能夠承受更大強度的變形及外力作用。因而，對于塑性材料較好的金屬產品，不僅具有較好的使用價值，而且在工作中由于受力過大而產生明顯塑性變形，使材料的使用更安全。

（2）硬度。當金屬材料在受到外力作用力時，其具有的抵抗塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為硬度，這是金屬材料的一個重要特性。一般而言，金屬材料的硬度越高，則表示其抵抗變形力越強。同時，金屬材料的硬度與其具有的塑性也具有一定關系，當金屬材料的硬度越高、強度越大，則其塑性也就越差，這表示其具有的抗變能力越強。

（3）耐久性。金屬材料的耐久性，這個觀點是針對材料受到腐蝕的狀況而言的。在具體的操作中，肯定會受外界條件的嚴重影響，呈現出各種各樣的腐蝕情況。其中肯定會有部分金屬受影響很大，相反，一些金屬影響不大，影響小的表明其耐久性就越強。

1.金屬材料應力腐蝕與熱處理應力之間的關系

在拉力和腐蝕的條件，很容易造成金屬性能的改變，導致原有金屬形狀發生變化。在焊接的同時，也會產生不利金屬材料穩定的條件，使金屬再次發生變化;不管是在那種條件下，過熱或者過冷，都會造成金屬材料性能的改變。金屬材料的中心部位，在不同的冷熱環境作用下，都會產生熱效應。在外界條件的作用，會對金屬材料的外觀以及內在影響極大，在其產生的作用下，金屬材料的中心部位冷卻時的溫度高于外表，而收縮表面則會小于表層，從而形成金屬材料的中心部位承受拉應力。同時，在技術的處理過程中，材料在該過程中各部位也會出現不同的變化，從而由于體積不同而發生組織應力。

2.切削性能

金屬材料的切削性能與熱處理技術關系密切，可以極大提升其性能熱處理技術可以改變金屬材料本身的結構硬度以及組織形態，因此在其金屬材料的硬度需求范圍內進行加熱以及工藝處理（切割、擠壓），可以使其達到預期處理目的，使其處理更加理想的使用形態，提升性能標準。金屬材料能夠通過新工藝技術加工提升切削性，使金屬材料外形、結構更加精準。使用熱處理技術處理金屬原材料可以改變其原有結構，但如果能夠合理控制其溫度，則能夠得到相對穩定的規律組織排列金屬材料，滿足工業生產中的切削需求。

3. 切應變性能

熱處理技術其核心原理是通過溫度轉變金屬材料的切應變能力，即硬度狀態、外形等。金屬的這些要素發生變化，也會影響其切邊衡量，三者之間屬于相互聯系。通過分析熱處理技術與切應變性能之間的連接關系可以得知，金屬材料的切邊衡量并不固定，可以結合工業生產需求進行改變。在通過熱處理技術處理金屬材料時，其切邊衡量數值可能會出現一定誤差，誤差越小則加精準度則越高。因此在使用熱處理技術進行加工時，應該準確把握二者之間數據聯系，提升處理技術水平。

4.韌性性能

在工業中使用的部分金屬材料硬度不大，但是韌性比較好。這是因為此類金屬在熱處理過程中經過熱處理改變原有性能，通過溫度變化改變原有內部結構，使其重新排列成更加穩定的序列狀態，從而提升材質金屬韌性。部分金屬材料在熱加工過程中，也會通過添加其它非金屬材質，使其成為復合材質，增強其韌性。熱處理技術相對比較復雜，處理程序也更加完善，金屬材料的各項性能經過熱處理后都有了大幅度提升。

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現代社會是科技社會、經濟時代，工業發展也更加節約化、科技化、精細化。金屬材料作為工業生產的主要材料，其結構、性能、規格都影響了工業生產與加工效果。熱處理技術作為工業生產的重要處理技術，同時，在工業產品生產中，相關工作人員也需要控制好相關材料與熱處理之間的精確度，從而使該項技術能夠切實服務于人們日常生活。

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