金屬材料特性及合金元素對熱處理性能的影響

姚洪利

摘? 要：在工業(yè)生產(chǎn)制造中，要想提高材料的質(zhì)量，改善相關(guān)機械的性能，就要對其進行合理的熱處理工藝，只有采用合適的熱處理工藝才能將機械材料的性能進行改變，要是沒有選用合適的熱處理工藝，就會導(dǎo)致原機械材料的性能遭到損害，因此相關(guān)企業(yè)要想在競爭激烈的市場環(huán)境中脫穎而出，就要加強對各種金屬材料性能的認知和了解，同時還要加強了解各種合金元素與熱處理性能的影響，只有這樣才能提高企業(yè)的競爭力，所以本文就金屬材料特性及合金元素對熱處理性能的影響進行分析討論，促使金屬材料達到最佳使用狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：金屬材料特性;合金元素;熱處理性能;影響

前言：

在工業(yè)生產(chǎn)中，要想提高各種金屬材料的性能，就要采取科學合理的熱處理處理方式。隨著時代的發(fā)展和進步，各行各業(yè)都得到了較好的發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域也是此，隨著工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，相關(guān)企業(yè)對各種金屬材料的性能又提出了更高的要求，為了獲取更加符合各行各業(yè)的材料性能需求，相關(guān)科研人員及科研企業(yè)加強了對金屬性能的研究與探索，從而促使金屬性能得到進一步的提升。

一、金屬材料相關(guān)介紹

（一）金屬材料定義及作用

金屬材料是由金屬元素構(gòu)成的。金屬材料在工業(yè)制造中應(yīng)用的較為廣泛，但要注意的是，金屬氧化物不屬于金屬材料。除此之外，金屬材料還具有較多的優(yōu)勢，不僅有較好的抗御能力、抗韌性強，而且還具有較好的導(dǎo)電性能，因此金屬材料對工業(yè)的發(fā)展有著重大的影響。

（二）金屬材料的分類及特性

金屬材料分為：黑色金屬、有色金屬及特種金屬材料，其中黑色金屬又叫鋼鐵材料，像鑄鐵、不銹鋼工業(yè)純鐵等;有色金屬是指除了鐵、錳、鉻等元素以外的金屬，它被分為輕金屬、重金屬、稀有金屬、稀土金屬等，一般的純金屬與有色金屬相比，有色金屬的強度更高，并且有色金屬的電阻大且電阻溫度系數(shù)不高;特種金屬材料包括結(jié)構(gòu)金屬材料及功能金屬材料。除此之外，金屬材料還包含非晶態(tài)金屬材料，像微晶、納米晶等，同時還有耐磨、減震、隱身、抗氫等特殊功能合金。

二、合金元素對熱處理性能的影響

（一）金屬材料與熱處理存在斷裂韌性關(guān)系

在工業(yè)生產(chǎn)制造中，金屬材料經(jīng)常會薈萃先外殼斷裂等情況，因此在進行金屬加工時，要充分利用外力的作用來提升金屬材料的斷裂韌性，主要是因為金屬中包含較多的錯位金屬晶體密度，只要將其錯位進行改變，就能降低金屬晶體密度的錯位率，以此來提高金屬材料性能，進而降低金屬材料的斷裂變形率，從而提高金屬材料的抗韌性。簡單的說就是，就是通過強化晶體來解決晶體錯為的情況，但要注意的是，強化只能在溫度較強的金屬區(qū)域才能進行，只有金屬熱加熱達到一定溫度時，才能實現(xiàn)結(jié)晶，也就是說，溫度控制是金屬材料完成熱結(jié)晶的關(guān)鍵之處。要是在金屬熱處理中出現(xiàn)原子斷裂的現(xiàn)象，就要盡快處理溫度的擴散，這樣才能有效的提高各種金屬材料的斷裂韌性。

（二）金屬材料與熱處理存在腐蝕關(guān)系

金屬材料的應(yīng)力出現(xiàn)腐蝕就會嚴重影響金屬材料的性能，因此要注重金屬材料的應(yīng)力腐蝕問題。出現(xiàn)金屬材料腐蝕的原因有以下幾點：①腐蝕環(huán)境，金屬材料會因腐蝕環(huán)境的影響，導(dǎo)致金屬材料的結(jié)構(gòu)和性能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象;②金屬材料在應(yīng)用的過程中，也會出現(xiàn)腐蝕問題，尤其是在進行焊接時，焊接產(chǎn)生的應(yīng)力殘余會導(dǎo)致金屬材料的應(yīng)力層出現(xiàn)腐蝕;③金屬材料內(nèi)外溫度差，在金屬材料進行加熱冷卻時，會讓金屬材料的性能和結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生變化，要是金屬材料的內(nèi)部溫度與金屬材料的表面溫度差過大，就會導(dǎo)致金屬材料引發(fā)熱應(yīng)力，熱應(yīng)力會導(dǎo)致金屬材料的拉力和應(yīng)力變差，進而就會出現(xiàn)腐蝕的情況。另外在對不同金屬材料進行熱處理時，其金屬材料的體積也會產(chǎn)生應(yīng)力，因此在進行金屬材料熱處理工藝時，要精確的把握金屬冷卻速度，這樣才能保證金屬材料淬火后的熱應(yīng)力及質(zhì)量，進而提高各種金屬材料的機械性能。

（三）提高回火穩(wěn)定性

合金元素在回火過程中會對馬氏體和奧氏體的能力產(chǎn)生影響，其回火加熱過程中會讓馬氏體加快分解能力，讓奧氏體的轉(zhuǎn)變能力快速加熱。合金元素在回火過程中還能提高合金鐵素體中的結(jié)晶溫度。由于合金的碳化物無法快速形成聚集及長大，進而導(dǎo)致碳化物具有較強的耐熱彌散度，只有提高回火對熱處理的軟化的抵抗力，才能提合金高回火的穩(wěn)定性。總的來說，鉻對合金回火穩(wěn)定性具有巨大的作用。

（四）對奧氏體形成速度的影響

合金的元素中含有大量的碳化物，這些元素影響合金的擴散速度，不僅如此，這些大量的碳化物也會降低奧氏體合金元素的成碳的速率，對于那些不能形成碳的合金元素，尤其是一些中性碳化物，不僅可以提升碳的分子擴散率，還能加快奧氏體的分子形成率。由此可見，碳化物對奧氏體形成速度有著重大的影響。

（五）產(chǎn)生二次硬化

要是鋼的含量中含有較高的Mo、W、V并進行回火時，其鋼的硬度不會隨著回火溫度的升高而降低，反而會在達到某一溫度時開始增減，要是溫度持續(xù)升高并達到峰值，就會在回火過程中出現(xiàn)二次硬化的情況，出現(xiàn)這種情況的主要原因是因為，鋼的硬度與回火析出物的性質(zhì)有著極大的關(guān)系，鉻能增加鋼的淬透性，還能讓鋼有二次硬化的作用。另外，當鉻的含量不超過12%時，就能提高鋼的硬度及耐磨性，防止鋼因硬度及耐磨性變脆，不僅如此，鉻還能讓鋼具有較好的抗高溫氧化性能及防腐蝕性能，由此可見，鉻對鋼的性能有著重大的作用，它不僅是不銹鋼和耐熱鋼的主要合金元素，而且還能增加鋼的熱強性能。

結(jié)語：

綜上所述，金屬材料企業(yè)要想在競爭激烈的環(huán)境中穩(wěn)定發(fā)展，就要提高各個金屬材料的性能，讓各個金屬材料的各項性能指標達到最優(yōu)，因此這就需要金屬材料企業(yè)加強對金屬材料的特性、金屬材料與熱處理工藝之間的關(guān)系及合金元素對熱處理工藝之間的關(guān)系進行全面的了解和認知，讓金屬材料經(jīng)過熱處理工藝后達到最佳的使用效果，只要這樣才能提高金屬材料企業(yè)的經(jīng)濟效益，促使金屬材料企業(yè)提高綜合競爭力，進而為金屬材料企業(yè)實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)展奠定基石。

參考文獻

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