探究金屬熱處理在熱能動力工程中的應用

李 歡

（天津京和環境科技有限公司，天津 300000）

金屬在經過熱處理鍛造之后，能夠作為基礎元件在制造之中進行應用，整體應用范圍相對較廣。將熱處理技術應用到熱能動力工程之中，能夠通過對溫度進行調整的方式，對金屬內部組織形態進行改良，以便達到對其性能進行有效管控的目標，確保可通過添加其他元素的方式，保證金屬的使用性能，可對金屬工件內在質量實現切實調整。整體技術應用價值相對較高，值得對其應用展開深入性探討。

1 金屬熱處理

1.1 基本狀況

金屬熱處理技術可以達到對金屬純度進行有效提升的效果，整體處理過程需要嚴格按照工序要求，確保金屬始終能夠處于較為穩定的狀態，能夠滿足金屬質量以及效能提升要求。按照處理工藝，金屬熱處理技術主要可以分為化學熱處理、整體熱處理以及表面熱處理三種。同時，根據冷卻方法、加熱介質以及加熱溫度的差異，每一種類又可以詳細劃分為不同的熱處理工藝，每一種熱處理工藝在應用時都會獲得不同的組織結構，能夠使金屬具備不同性能。作為工業中應用最廣金屬，鋼鐵的顯微組織相對較為復雜，熱處理工藝在鋼鐵中的應用種類也相對豐富，在我國鋼鐵冶金行業中有著廣泛應用。

1.2 金屬熱處理優勢

在傳統進行開發時，多數金屬都處于半加工或未加工的狀態，金屬自身的化學性質以及物理性質，會因為內部雜質的影響而使金屬處于不穩定的狀態。對其展開熱處理技術，能夠在提高金屬純度的同時，保證金屬實際使用效能以及整體質量。技術在材料生產加工過程中的應用價值較為突出，其在進行金屬處理過程中，只會對金屬表面化學成分進行調整，不會完全改變金屬整體形態，能夠在保證金屬自身固有形態的基礎上，通過回火以及正火等手段完成熱處理，實現對金屬內在質量的切實優化。同時，在完成退火工藝處理之后，需要將工件加熱到一定溫度再進行冷卻，以便實現對工件硬度的調整，可達到切實提升其可塑性能的效果，能夠為后續加工操作開展提供可靠支持。此外，正火手段的應用能夠對組織結構進行細化處理，具備良好切削性能，可為金屬元件使用與加工奠定良好基礎。

1.3 金屬熱處理組成工藝

熱處理技術能夠在改變工藝性能的同時，確保工件獲得良好使用性能。金屬的熱處理加工主要包括加熱、冷卻以及保溫等幾項步驟，處理加工工藝分為退火、正火、淬火以及回火四項工藝技術。其中退火工藝會將金屬加熱到相應溫度，在保持該溫度一段時間之后，會通過慢慢冷卻的方式進行處理，該項工藝可以達到提高工件塑形能力，降低金屬硬度的功效，更加有利于冷變形加工以及機械加工開展，能夠對材料切削性能進行優化處理；正火工藝會將金屬加熱到臨界點以上溫度，通過在空氣中進行冷卻的方式，完成珠光體類組織加熱處理操作，整體工藝處理更加細致，機械性能優化水平也相對較為理想，由于采用的是爐外冷卻模式，所以整體生產效率相對較高；淬火工藝會將金屬加熱到相應溫度之后，對其進行奧氏體化處理，會在冷卻之后展開行貝氏體轉換，保證工件表面耐磨性以及堅硬度；回火工藝會將淬火工件加熱到臨界點以下溫度數值，在經過一段時間之后，對其展開冷卻處理，能夠對金屬強度以及硬度形成有效管控，保證材料組織的穩定性以及堅韌性。

2 金屬熱處理技術在熱能動力工程中的運用

2.1 涂層技術

能源浪費問題在熱能動力工程中相對較為常見，導致金屬原件實際效用發揮受到了直接限制，出現資源閑置的狀況，而動力裝置內部也存在著運行效率不理想的問題，鑒于此，需要通過對金屬熱處理技術進行創新與優化的方式，確保技術能夠在熱力動能工程中發揮出相應作用，能夠按照金屬熱處理的各項條件，做好熱能動力工程輔助。

涂層技術可實現對金屬技術性能的有效優化，能夠通過對離子沖擊波的運用，對待加工工件進行直接處理，保證工件的硬度以及強度。會通過對plc系統的運用，為整體操作提供遠程調動技術支持，保證涂層技術能夠得到順利應用，以便對金屬材料達到預期處理效果。

2.2 真空熱處理技術

熱處理技術與真空技術的有機結合，便是真空熱處理技術。該項技術在應用時會營造出低于大氣壓的真空環境，按照需求完成超真空、低真空以及中等真空等環境設置，屬于氣氛控制熱處理范疇。此種技術需要在完全真空的條件下進行，能夠真正實現無脫碳、無氧化以及無滲碳的效果，在具體進行運用時，需要通過對中介煤質的運用展開無氧化處理，零部件在處理過程中不會出現氧化問題，滲碳材料溫度也能夠被提升到相應數值，熱能動力工程生產效率會得到顯著提升，氣體排放量也會被控制在最低。也正因如此，在對該項技術進行使用過程中，并不需要安裝排氣裝置、點燃器以及火簾裝置，整體工件加工過程會得到切實優化，能夠省略一些不必要的步驟，保證設備的利用效率以及整體生產成本。

2.3 新傳感技術

該項技術會通過對傳感器的運用，完成對加工各項數據的監測與分析，從而實現對金屬加工全過程的高效率控制，保證各環節加工處理質量。現階段較為常用的技術設備為氧探頭，在進行加工過程中，會利用該設備對各單元數據情況進行收集與整理，能夠實現切實縮短加工時間、提升材料基礎性能水平的目標，可以有效規避輻射以及溫度等對于金屬材料所產生的影響，保證金屬材料性能。

2.4 滲碳技術

作為金屬性能重要調節元素，碳元素的含量會對鋼強度產生直接影響，所以在進行材料處理過程中，需要按照實際要求對滲碳技術展開科學選擇與應用。現階段較為常用的滲碳技術，主要以微波滲碳技術以及環乙烯碳技術為主，其中后一種技術的應用流程相對較為簡單，會通過進行潔凈清理的方式，避免金屬材料出現臨界氧化問題，能夠達到確實提升金屬硬度，防止材料出現嚴重變形的狀況。而前一種技術能夠在有效提高整體熱處理效果的同時，實現對碳含量的精準管控，生態水平優勢較為突出，可以實現穩定碳循環的效果，滲碳效率相對較高，能夠為工藝流程發展性以及持續性水平提升提供可靠技術層面支撐。

2.5 薄層滲入技術

在對熱處理技術進行應用過程中，研究人員一直在按照技術使用情況，對技術應用進行優化，技術得到了良好改造，而具有化學特性的處理技術也開始得到廣泛應用，薄層滲入技術就是其中的一種。在對技術進行應用過程中，會有目的性的在金屬表層內部慎入一定量的化學元素，能夠通過對滲入深度以及數量的控制，對材料性能展開調整。此種調整過程的影響因素相對較多，整體影響相對較為復雜，化學元素的滲入量以及滲入深度，并不會達到完全實現預期性能優化調整的效果，可能會因為使用不當而造成材料受到破壞的狀況，所以需要再進行滲入過程中，做好化學元素滲入管控，保證元件性能不會受到負面影響，不會產生熱能污染問題，從而實現理想化薄層滲入應用效果，達到預期對材料進行處理的結果。

各項技術應用君具有一定的優勢以及不足之處，在具體選擇技術或對其進行組合應用過程中，需要按照生產條件以及金屬材料具體情況，合理展開技術選擇，以便更好地完成熱能動力工程處理任務。

3 處理技術的應用問題與發展方向

3.1 應用問題

雖然熱處理技術的應用優勢較為突出，但在具體應用過程中，還是存在著一些問題需要進行優化：①精細化管理難度較大。由于我國熱能動力工程生產體系應用時間相對較短，所以在金屬材料精加工方面還處于不斷發展的階段，熱處理技術應用具有技術應用復雜以及精細化管理難度大的特點，生產參數復雜程度相對較高，且存在著數據信息不足的問題，材料熱處理質量穩定性相對較低，容易出現金屬表面出現磨損等方面的狀況，需要反復進行實驗才能夠投入使用，整體生產成本相對較高；②生產水平相對有限。由于部分金屬材料生產需要在高荷載以及高沖擊的環境下進行，長期處于高強度的工作狀態，很容易會使金屬材料出現破裂失效或局部永久性變形等方面的狀況，所以會對金屬材料的使用產生直接影響，整體生產水平與市場的實際要求還存在著一定距離；③金屬材料質量存在差異。作為金屬材料驗收重要標準，強調金屬材料在驗收時，合格率需要超過90%。部分企業為有效提高材料合格率，會通過使用強壓或補償手段，避免金屬材料在使用中出現變形狀況，但由于生產過程中的金屬材料使用時間相對較長，所以合格率會出現急速下降的問題，需要通過實施參數調整的方式保證材料質量，無法對可能出現的風險進行準確預判，這對于熱能動力工程而言是極為不利的。

3.2 技術應用發展方向

為妥善解決技術在實際應用中所存在的各項問題，今后技術發展會結合技術在具體應用中的實際應用情況，按照企業的生產條件以及整體生產規劃，制定出較為合理的技術優化方案，確保技術應用問題能夠得到妥善處理，能夠按照加工工藝特點，更好的展開資源使用。一方面需要對工業體系進行優化與創新，要通過引進自動化以及數據化技術的方式，保證處理過程自控化以及數據化水平，確保能夠通過對金屬進行設計預實驗的方式，完成對其匹配性的調整操作，以便更好地展開金屬材料處理，保證最終處理質量；另一方面需要對金屬材料質量以及生產水平進行不斷優化，要在利用自動化技術提高生產精細化管理水平的同時，確保能夠按照統一標準對材料質量進行管控，保證所使用材料的合格率都能夠超過90%，確保能夠通過對數字化技術的合理運用，實現對預期風險的有效判斷，以便達到有效提高整體生產安全水平的目標，保證最終熱處理技術應用質量。

4 結語

通過本文對金屬熱處理技術的介紹，使我們對該項技術基本情況以及應用價值有了更加清晰的認知。技術人員需要明確認識到，該項技術在熱動力工程中的應用，能夠為金屬使用以及熱動力工程開展提供可靠支持，可實現對能源消耗問題以及污染問題的有效處理，保證熱動力原材料的整體質量，會對熱動力工程開展產生積極影響。技術人員需要進一步加強對該項技術應用問題的研究力度，需要以實際應用情況為依據，制定出針對性較強的技術應用問題優化策略，以便實現對熱處理技術的高質量應用，確保該項技術能夠在熱動力工程中發揮出更大的作用與價值。