金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略

梁慕林

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展和進步，在建筑行業(yè)中，所使用的材料也越來越先進。在當前的工業(yè)形勢下，傳統(tǒng)的金屬材料熱處理方式，已經(jīng)不能夠滿足當前社會工業(yè)發(fā)展的需要。在社會上，眾多資源的支持下，需要特別注重一下金屬材料熱處理和變形的相關問題?？梢酝ㄟ^改進金屬材料的處理方式，以及其變形的影響因素，進而控制金屬材料變形。本文針對金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略，展開進一步探討。

關鍵詞：金屬材料;熱處理;變形;影響因素;控制策略

我國的建筑行業(yè)在不斷發(fā)展，但金屬材料熱處理的變形問題一直限制著建筑行業(yè)的發(fā)展。一方面是金屬材料熱處理的問題，在金屬相關的制造業(yè)中，是比較困難的。如果金屬材料的熱處理做的不夠好，就會影響金屬制造業(yè)的水平和質量。另一個方面是金屬的熱處理過程，如果處理的技術不足，很有可能會導致一些化學變化的產(chǎn)生，后期金屬材料在使用過程中，會產(chǎn)生一些安全隱患。所以，金屬材料的熱處理變形問題至關重要。

一、金屬材料熱處理變形的影響因素

金屬材料熱處理的過程是非常復雜的，在金屬材料受熱的時候，需要很多復雜的步驟，正是因為這些步驟，加大了金屬材料熱處理的難度。金屬材料熱處理的過程不但難度大，還非常容易受到一些外界因素的影響，比如空氣的濕度和處理時的溫度等。熱處理在本身的性質上就會很有可能會造成變形，比如若是在熱處理的過程中，溫度不能過大，也不能冷熱交替過于頻繁。金屬材料熱處理過程中溫度變化的話，也會導致內(nèi)部發(fā)生一些變化。比如冷熱交替過于頻繁的情況下，會導致金屬的材料密度不均勻，在后期使用的過程中也很容易發(fā)生問題。當空氣中含水量較多時，金屬材料熱處理也會受到影響，材料的內(nèi)部硬度會減小，變形的概率大大增加，對金屬材料是不利的^【1】。

二、金屬材料熱處理控制需要遵循的原則

金屬材料熱處理的過程是復雜繁瑣的，工作人員稍有不慎就會導致生產(chǎn)失敗。為了使金屬材料熱處理的過程能夠更順利，提高生產(chǎn)的效率，需要工作人員在工作的過程中遵循以下原則。

1.操作簡單的原則

操作過程越復雜，所要面臨的問題越多。所以，在金屬材料熱處理的過程中，要遵循操作簡單的原則。工作人員在操作過程中避免復雜的操作，可以降低金屬內(nèi)部的變化，從而提高生產(chǎn)的效率，解決后期能夠發(fā)生的很多問題。為了能夠達到這個目標，工作人員需要在操作過程中對每一個步驟深入了解，了解其作用和含義。工作人員只有在深入了解含義和作用之后，才能夠在此基礎上，對專業(yè)的金屬材料熱處理的操作進行簡化。并且，工作人員在對金屬變形的過程中，盡可能的一步到位，避免金屬與環(huán)境發(fā)生接觸，這樣才能降低環(huán)境及溫度對金屬材料的影響，提高金屬材料的質量。總而言之，將金屬材料熱處理的復雜過程簡單化，既能提高金屬材料的生產(chǎn)效率，又能提高工作的效率，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益^【2】。

2.科學性原則

為了能夠更好的控制金屬材料熱處理的過程，相關的工作人員務必要遵循科學的原則。比如在改變金屬材料形狀的過程中，工作人員需要做的，就是嚴格控制其溫度。溫度過高的話就會導致金屬硬度太小，溫度過低就會導致金屬硬度過大，對后期金屬的變形有不同的影響，為工作人員的加工增加了很多的麻煩。除此之外，工作人員要嚴格按照流程完成工作^【3】。金屬材料熱處理的操作是必須科學合理的，按照流程操作的金屬是標準的。如果沒有注重科學性的原則，就會導致加工后的金屬存在一定的質量問題，企業(yè)也會有一定的經(jīng)濟損失。由此可見，科學性原則在金屬材料熱處理過程中的重要性。

三、金屬材料熱處理變形的控制策略

1.熱處理前進行預處理

金屬材料出現(xiàn)變形，不僅僅是在熱處理的過程中才會出現(xiàn)。正火、退火或其它工藝都會導致金屬變形。在進行金屬材料熱處理時，溫度都是處于較高的狀態(tài)，會導致金屬內(nèi)部發(fā)生改變。所以需要在熱處理前進行預處理，控制好正火的溫度。在對溫度做好控制之后，工作人員還可以選擇用相同溫度的淬火處理的方式，加強內(nèi)部結構，進一步控制變形。

2.淬火處理工藝

淬火處理工藝是金屬材料熱處理中的一個重要的處理環(huán)節(jié)。這一過程，就需要引入合適的淬火介質，如果淬火介質不合適的話，就會對金屬材料內(nèi)部造成影響。如果想要處理淬火介質的相關問題，就需要工作人員重視淬火處理的方式。在一般情況下，在金屬材料進行淬火冷卻時，需要工作人員控制好淬火的速度。速度過快，會產(chǎn)生冷卻不均勻的現(xiàn)象，金屬材料就會發(fā)生變形。淬火處理時，介質的溫度和冷卻的速度息息相關。淬火常用的介質是水油，當水油的溫度在500～600℃時，冷卻速度在每秒550℃;當水油的溫度在200～300℃時，冷卻的速度可以選擇在每秒270℃。在這一過程中，冷卻速度過高的話，會導致金屬材料變形。在水中添加適當?shù)柠}或堿，會提升冷卻速度。

3.適當冷卻方式

在進行金屬材料熱處理的操作時，要選擇適當?shù)睦鋮s方式，冷卻方式有分級淬火法、單液淬火法和雙液淬火法等。單液淬火法，是相對來說比較容易實現(xiàn)的一種冷卻方式，但是在速度上難以滿足冷卻的需求，導致后期容易出現(xiàn)變形。雙液淬火法主要是通過加熱金屬材料，在冷卻速度較高的狀態(tài)下，介質溫度300℃左右，再向另一種介質轉換，使金屬材料的溫度達到正常狀態(tài)。分級淬火法，主要是通過使用硝鹽浴，使金屬材料置于硝鹽浴中，且溫度較高，保溫處理3分鐘左右，直到金屬構件冷卻，進而產(chǎn)生變形。金屬材料較厚的區(qū)域需要較長的冷卻時間，薄的地方冷卻的時間較快。所以，在實際的生產(chǎn)過程中，要減少金屬薄厚的差異，工作人員做好控制，也能減少出現(xiàn)集中變形的狀況。冷卻方式適當?shù)那闆r，會縮短金屬變形的時間，避免金屬材料，因為一些外界的環(huán)境或溫度因素而造成的影響。工作人員要根據(jù)不同的具體情況，選擇最適合金屬材料的冷卻方式，做好控制變形的工作，提高生產(chǎn)效率。

4.裝夾方式要合理

金屬材料的熱處理，需要保障在熱處理的過程中，加熱和冷卻都能達到均勻的狀態(tài)下，或者說，能夠在誤差允許的范圍之內(nèi)。保障金屬可以均勻的受力，同時也能產(chǎn)生均勻的組織應力。最后，可以選擇一些裝夾方式對完成后的金屬進行裝夾。比如運用墊圈或支撐墊圈等方式，可以保障金屬可以均勻的受力。工作人員要切記，選擇合理的裝夾方式，根據(jù)不同的具體情況進行選擇，進而能夠提高工作效率^【4】。

5.機械加工要重視

金屬材料熱處理的操作完成之后，就要進行機械加工的步驟。在進行機械加工的操作時，工作人員要加以重視，遵循金屬材料變形的規(guī)律?？梢酝ㄟ^使用一些收縮端預脹孔等方式來控制變形。緊接著，就進入了機械加工的最后階段了。需要注意的是，金屬材料熱變形有一定的規(guī)律，在加工前需要對金屬材料做好檢測工作，提升工作的效率。

四、結束語

金屬材料熱處理問題在建筑行業(yè)中，是一個比較常見的問題。它不僅會影響金屬加工制造業(yè)的水平，還會影響到我國建筑行業(yè)在熱處理方面的工作，對我國的建筑行業(yè)發(fā)展，甚至對我國的經(jīng)濟發(fā)展水平產(chǎn)生影響。所以，相關工作人員要在金屬材料熱處理的工作上著手，尋找和研發(fā)出能夠控制熱處理的方法，進而達到控制金屬材料熱處理變形的問題，促進我國金屬制造業(yè)和建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]? 趙行，肖捷.金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略[J].中國金屬通報，2019（11）：123+125.

[2]? 楊坤.金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略[J].世界有色金屬，2019（17）：177+180.

[3]? 王寶倉，張遠沖.金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略研討[J].世界有色金屬，2019（13）：171+173.

[4]? 艾德文.淺談金屬熱處理變形影響因素及改善措施[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2019（08）：192-193.

（作者單位：廣東石油化工學院）