金屬熱處理在熱能動力工程中的應(yīng)用探析

楊繼軍

（沈陽飛機工業(yè)（集團）有限公司，遼寧 沈陽 110034）

現(xiàn)階段，我國有很多高校開設(shè)熱能動力工程專業(yè)，實現(xiàn)相關(guān)專業(yè)的合并發(fā)展，其中主要涉及能源工程、機械工程和動力工程三大工程領(lǐng)域，在三大工程領(lǐng)域基礎(chǔ)上進行細致劃分，所涉及的技術(shù)、機械內(nèi)容較多。熱能動力工程需要學(xué)習(xí)機械工程、熱能工程和熱物理工程的基礎(chǔ)理論知識，學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換的方式，實現(xiàn)理論和技術(shù)的有效結(jié)合。由于真空熱處理技術(shù)的實現(xiàn)環(huán)境在真空中，雖然使其應(yīng)用條件上得到限制，但是與傳統(tǒng)熱處理技術(shù)相比，其能夠有效實現(xiàn)處理的無氧化和無滲碳。在應(yīng)用真空熱處理技術(shù)的過程中，要求工作人員對工程應(yīng)用的媒介進行無氧處理，確保真空熱身體技術(shù)的有效落實。

1 金屬熱處理在熱能工程中的應(yīng)用必要性

金屬熱處理工藝與溫度變化有著密切聯(lián)系，主要通過溫度的變化對金屬材料進行改造，體現(xiàn)其較強的控制能力。在工程實際生產(chǎn)過程中通過溫度變化改變金屬材料內(nèi)部的纖維組織，同時可以改變金屬工件的化學(xué)成分，使得金屬工件的性質(zhì)變得更優(yōu)良，增加金屬工件的使用性能。金屬熱處理還能夠改變金屬工件的內(nèi)在質(zhì)量，這種質(zhì)量上的改變?nèi)庋凵峡床坏饺魏螀^(qū)別，但在使用過程中能夠感受到內(nèi)在質(zhì)量的變化?，F(xiàn)如今，隨著金屬熱處理技術(shù)的逐步完善，使其得到廣泛應(yīng)用，成為熱能動力工程的重要部分。例如，在熱能動力工程中所使用的金屬設(shè)置主體部分需要通過金屬熱處理技術(shù)使其性能得到優(yōu)化，汽輪機中的金屬扇葉、壓縮機中的金屬隔膜和鍋爐的金屬蓋等，這些金屬工件是熱能動力工程的重要部分，需要保證這些金屬工件耐高溫、耐腐蝕、耐沖擊、耐高壓等使用性能，為此為了提高金屬工件的使用性能需要通過熱處理技術(shù)實現(xiàn)，使其使用性能得到優(yōu)化處理，達到使用標(biāo)準(zhǔn)，提高熱能動力工程的實際效果。金屬材料主要由礦物原料開采后進行提純處理，從而滿足熱能動力工程的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，確保車間生產(chǎn)質(zhì)量達標(biāo)，但是在實際生產(chǎn)的提純處理過程中無法全面去除金屬礦物中的雜質(zhì)，未去除的雜質(zhì)影響金屬本身的使用性能，在實際生產(chǎn)過程中使用這種未完全提純的必然會承擔(dān)一定風(fēng)險。所以，金屬提純是金屬工件工廠生產(chǎn)過程中必不可缺的環(huán)節(jié)，為了完全去除金屬礦物中的雜質(zhì)需要使用金屬熱處理技術(shù)，提高金屬工件的使用性能。通過金屬熱處理技術(shù)使得金屬工件的性能發(fā)生變化，不僅能夠有效去除雜質(zhì)，還能夠發(fā)揮金屬內(nèi)在優(yōu)良屬性。

2 熱能動力工程的研究方向

熱能動力工程的主要內(nèi)容分為熱能和動力兩個部分，實現(xiàn)跨能應(yīng)用，是機械能科學(xué)領(lǐng)域的重要組成部分?，F(xiàn)階段，我國有很多高校開設(shè)熱能動力工程專業(yè)，實現(xiàn)相關(guān)專業(yè)的合并發(fā)展，其中主要涉及能源工程、機械工程和動力工程三大工程領(lǐng)域，在三大工程領(lǐng)域基礎(chǔ)上進行細致劃分，所涉及的技術(shù)、機械內(nèi)容較多。熱能動力工程需要學(xué)習(xí)機械工程、熱能工程和熱物理工程的基礎(chǔ)理論知識，學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換的方式，實現(xiàn)理論和技術(shù)的有效結(jié)合。隨著現(xiàn)階段我國熱能動力工程的不斷進步和發(fā)展，使得技術(shù)層面不斷完善，專業(yè)課程內(nèi)容變得多樣化，增加力學(xué)理論知識，例如，材料力學(xué)、工程制圖和機械設(shè)計。在這種研究背景下使得熱能動力工程內(nèi)容變得更加完善、全面，在技術(shù)方面增加理論知識，因此，未來熱能動力工程的研究方向主要集中于基本技術(shù)的實驗層面?？梢哉f，在熱能動力工程中仍存在一個缺口，其具有廣闊的發(fā)展空間，無論是理論基礎(chǔ)層面，還是技術(shù)拓展層面都有一個突破口，使得工廠實際生產(chǎn)向自動控制方向和技術(shù)革新方向發(fā)展，熱能動力工程已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代動力工程的基礎(chǔ)部分。

3 金屬熱處理的工藝與技術(shù)

3.1 強烈淬火技術(shù)

在進行金屬材料熱處理過程中可以采用強烈淬火技術(shù)，這種技術(shù)能夠保證金屬材料在力學(xué)性能方面發(fā)生變化，促進使用性能的進步，能夠保證金屬材料長期使用，使金屬材料的使用壽命增加，突出金屬材料的長期應(yīng)用效果，在實際生產(chǎn)還能夠有效避免出現(xiàn)金屬材料破損、畸變等問題，保證金屬材料的完整性，因此，將其應(yīng)用于金屬材料熱處理過程中能夠在穩(wěn)定金屬材料的基礎(chǔ)上優(yōu)化金屬材料的使用性能。

3.2 微波滲碳技術(shù)

真空微波技術(shù)在金屬材料熱處理的實際生產(chǎn)過程中應(yīng)用具有較強的可操作性，能夠有效提升整個熱處理的實際效果，促使金屬材料熱處理的數(shù)據(jù)變得更加精確，使得金屬材料發(fā)揮其優(yōu)勢，這種技術(shù)在車間生產(chǎn)過程中具有一定可靠性，因此，在熱處理過程中的應(yīng)用更加廣泛。

3.3 熱等靜壓固溶時效處理技術(shù)

由于金屬材料的種類不同，在熱處理車間生產(chǎn)過程中需要針對不同種類的金屬材料選擇不同的處理技術(shù)，保證熱處理能夠達到效果最優(yōu)化，體現(xiàn)良好的處理水平。熱等靜壓固溶時效處理技術(shù)能夠有效應(yīng)用于鋁材中，不僅能夠提高使用性能，還能夠提高車間生產(chǎn)的實際效率，降低生產(chǎn)成本。另外，熱等靜壓固溶時效處理技術(shù)使得金屬材料的力學(xué)性能得到有效提升，使得金屬材料在實際生產(chǎn)過程中強度變得更加可靠。

4 金屬熱處理技術(shù)在熱能工程中的應(yīng)用方法分析

4.1 涂層技術(shù)

在熱能動力工程實際生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)能源浪費的情況，這種情況的出現(xiàn)主要是由于很多金屬工件無法發(fā)揮其全部功能，造成能源的大量消耗和浪費。與此同時，還有部分車間的動力裝置自身運行效率較低，這些問題直接影響熱能動力工程的實際效率。為了保證熱能動力工程的進一步革新，提高生產(chǎn)的實際效果和質(zhì)量，需要從工程實際出發(fā)，不斷完善工程基礎(chǔ)，使其滿足金屬熱處理的實際需求，從而實現(xiàn)金屬熱處理對工程的促進作用。對于熱能動力工程中硬度較大的金屬工件可以利用涂層技術(shù)使其金屬性能得到優(yōu)化和完善。因此，可以通過離子改變金屬工件，促使金屬工件的優(yōu)良性能在其內(nèi)部充分發(fā)揮，促使其能夠在熱能動力工程中長久使用。在應(yīng)用涂層技術(shù)過程中需要對熱處理工作進行全面監(jiān)控，利用現(xiàn)代化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過電腦全面監(jiān)控處理過程。另外，涂層技術(shù)在金屬熱處理過程中可以利用現(xiàn)代化技術(shù)對處理強度和工序進行全面監(jiān)控，避免不必要的處理工序，縮短加工時間，提高工程的實際效率，從一定程度上能夠發(fā)揮金屬熱處理的實際效果。

4.2 薄層滲入技術(shù)

現(xiàn)階段，熱處理技術(shù)處于不斷發(fā)展和完善的過程中，其技術(shù)在不斷革新，在技術(shù)實踐過程中針對熱處理的實際應(yīng)用進行系統(tǒng)化改造，使化學(xué)熱點融入處理技術(shù)中，形成薄層滲入技術(shù)。這種技術(shù)主要使用化學(xué)原理和知識，在金屬表層滲透適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)元素，根據(jù)表層滲透深度對金屬工件產(chǎn)生不同程度的影響。這種技術(shù)對于滲透深度需要嚴(yán)格把控，明確滲入的實際影響，由于金屬材料的類型和屬性不同，促使在實際應(yīng)用這項技術(shù)的時候需要具體問題具體分析，金屬材料表層滲入化學(xué)元素的深度對其處理效果有一定影響，但并不是滲入的化學(xué)元素越多，深度越深，其金屬的使用性能就會越好，滲入的深度需要根據(jù)金屬材料類型而定。對于部分金屬材料來說滲入程度越深，攝入化學(xué)元素越多，對金屬材料來說具有一定破壞性，導(dǎo)致金屬工件的韌性下降，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的整體性能，無法保證熱能動力工程的質(zhì)量，促使實際生產(chǎn)過程中的零件成本大幅度增加。另外，由于薄層滲入技術(shù)主要為化學(xué)元素的滲入，在金屬熱處理過程中，如果沒有完整有效把控化學(xué)元素的滲入程度和深度，那么不僅對造成金屬工件的使用性能下降，還可能導(dǎo)致出現(xiàn)熱能污染問題，影響環(huán)境安全，對整體工程發(fā)展有著消極阻礙作用?？偟膩碚f，在薄層滲入技術(shù)應(yīng)用于熱能動力工程過程中需要加強對滲入程度的把控，保證技術(shù)的優(yōu)化作用。

4.3 真空熱處理技術(shù)

真空熱處理技術(shù)是在熱處理技術(shù)的基礎(chǔ)上使處理環(huán)境得到改變，形成一種新型的金屬熱處理技術(shù)。真空熱處理技術(shù)最大的特點在于其所處的環(huán)境是一個低于大氣壓的真空環(huán)境，其環(huán)境主要分為低真空、高真空、中高真空和中低真空，為此，真空熱處理技術(shù)也可以說是一種氣氛控制。由于真空熱處理技術(shù)的實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境在真空中，雖然使其應(yīng)用條件上得到限制，但是與傳統(tǒng)熱處理技術(shù)相比，其能夠有效實現(xiàn)處理的無氧化和無滲碳。在應(yīng)用真空熱處理技術(shù)的過程中，要求工作人員對工程應(yīng)用的媒介進行無氧處理，確保真空熱身體技術(shù)的有效落實。在真空熱處理的滲碳環(huán)節(jié)不存在內(nèi)在氧化問題，使得滲透材料的溫度有效提升，使工廠的生產(chǎn)周期得到有效縮短，同時可以減少污染氣體的排放量，實現(xiàn)工程的可持續(xù)發(fā)展。所以，在應(yīng)用真空熱處理技術(shù)的過程中可以有效簡化熱能動力工程的流程，直接省略排氣處理裝置，同時也可以直接省略點燃器的設(shè)置?？偟膩碚f，真空熱處理技術(shù)在實際生產(chǎn)過程中直接簡化加工的零部件，使得工廠生產(chǎn)的實際效率得到有效提升，從一定程度上有效降低工廠的生產(chǎn)成本，提高熱能動力工程的整體效益。

4.4 振動時效處理工作

通過振動時效處理工作能夠有效消除金屬工件受動力后內(nèi)部所殘留的內(nèi)應(yīng)力，在振動時效處理技術(shù)應(yīng)用車間生產(chǎn)的過程中能夠解決金屬工件的動力影響因素，在處理內(nèi)應(yīng)力的過程中不會改變金屬工原有的尺寸大小，雖然在加工過程中金屬工件的溫度會升高，但不會出現(xiàn)變形的問題。另外，部分金屬工件在車間進行低溫加工處理過程中，主要使用熱處理爐，這種處理方式所需要的時間較長，在加工過程中需要消耗大量的電能，但是，在應(yīng)用振動時效技術(shù)的時候，能夠有效提高工程的處理水平，提高機械化加工程度，促使工廠生產(chǎn)的整體效果得到提升。

5 結(jié)語

綜上所述，在金屬熱處理應(yīng)用熱能動力工程的過程中，由于工程自身存在一定發(fā)展缺陷，且熱處理的具體技術(shù)缺陷導(dǎo)致熱能動力工程的實際效果無法有效提升。為了提高熱能動力工程的實際效率，需要重視金屬熱處理的實際效果，發(fā)揮其優(yōu)勢，優(yōu)化金屬工件的使用性能，逐步完善金屬熱處理的應(yīng)用方式。