机械钢结构热处理探究范文

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摘要：

社会经济和技术的发展同时，带动了机械和制造业的发展，金属材料是工业制造中的一个重要部分，而要确保金属材料的性能则需进行热处理。可以说，对金属材料进行热处理技术的先进程度直接影响着机械产品的质量。据统计发现，我国当前热处理金属材料在总金属材料中占到了40%。热处理不但在生产中发挥着重要功能，另外也涉及了节能环保等领域。因而，研究建筑机械钢结构金属材料热处理具有一定的研究价值和实际意义。

关键词：

建筑机械；金属材料；热处理

引言

先进技术的应用能够带动行业的发展，工业制造中，金属材料热处理技术已在机械制造领域中得到最广泛应用。在塔机等建筑机械制造领域中，传统金属材料热处理有一定的优势，但也存在一定的问题。要在具体的实践中有效、充分的对金属材料进行热处理，发挥金属性能，使材料最优化使用，还需深入研究。文章基于金属材料热处理的基本概念和特点做阐述，对其热处理技术的节能环保问题进行分析。

1.金属材料热处理基本概念

把金属材料制成的工件放到介质中加热，达到一定的温度后保持这样的温度，一段时间之后，通过不同的速度将其放入到不同介质，冷却工件。材料的表面或者其内部的一些显微组织结构就会产生变化，促使金属工件出现不一样的性能的过程就是金属材料热处理。因为处理的方法会不一样，因此金属材料热处理的工艺也有不同，主要有三种。一种是表面热处理，一种是化学热处理，另外一种是整体热处理。这三种工艺对介质和温度以及冷却的方法也不同，根据这些不同又可分成不同小类。整体热处理是指对整个工件进行整体的加热，适当的速度进行冷却，获取金相组织后改变工件整体力学性能的工艺[1]。建筑机械中的部分零部件进行整体热处理时主要有退火、正火、淬火、回火等工艺。表面热处理就是对材料的表层进行加热，改变其表层的力学性能。要确保只对表层加热而不使热量传入其内部，对热源的使用有更高的要求。化学热处理只是通过将工件表层的化学成分、性能以及组织等加以改变的处理工艺。同表面热处理的不同在于：表面热处理仅仅是改变了工件表层的化学成分。利用不同的热处理工艺来加工同一金属材料，能够使得材料的组织结构不同，其性能也就会不同。建筑钢结构中钢铁的使用最多，其显微组织也较复杂。因此，处理钢材工工艺的种类也比较繁多。同其他的加工工艺相比，金属热处理工艺主要是通过将材料内部或者其表面的化学成分加以改变，对其性能改变，但不对材料本身的化学成分或者形带来变化。因此，热处理加工只是改变了材料的内在质量，对于其特殊之处，应当严格监管。

2.建筑机械钢结构金属材料热处理注意事项

建筑机械钢结构对工件的性能有着很高的要求。因为部件不同、作用不同，要求也有不同。因此，需要对部件的性能进行严格的掌控。从这点上来看，金属材料的热处理则十分重要。在加工不同的材质的时候，通过热处理可以满足建筑钢结构的基本要求。低合金高强度钢、碳素结构钢及合金结构钢在塔机和履带吊制造业应用广泛，不同种类的结构钢在应用到生产制造中需要进行必要的热处理，来消除或改善材料扎制及锻造过程中所产生的组织缺陷，充分发挥材料本身的性能。通过正火或退火可以消除或改善材料在锻造及冷却过程中所产生的不良组织，在合适的温度下保温适当的时间，然后以相应了冷却速度冷却。热处理后对材料进行金相检测及力学性能检测，以判定是否满足标准。高强螺栓和销轴类钢结构连接件在服役过程中长期受剪切应力，此类件的热处理质量应得到重视。此类连接件通常选用淬透性较好的合金结构钢及碳素结构钢进行淬火、回火处理，在淬火过程中，工件应得到充分淬火，然后选择合适的回火温度使其达到性能要求。避免因淬火不足而产生非马氏体组织降低工件的力学性能及疲劳强度所导致的工件早期失效。

3.金属材料最优化利用达到资源节约

热处理过程能够使金属材料获得良好的机械性能和使用寿命，充分的发挥材料本身的性能就是对金属资源的最有效的节约。因此，合理的热处理工艺及过程控制对于产品的质量尤为重要。然而，我国从事热处理加工的企业不计其数，但企业规模与技术水平参差不齐。规模较大的、涉及高新技术的企业对产品热处理过程的重视程度很高，在热处理过程中投入的资金、人才及技术资源较高，对热处理行业的发展起着重要的作用。然而一些规模较小的企业资金力量及人才力量薄弱，对产品热处理质量控制及热处理过程控制水平也相对较低，有的甚至存在认知上的问题。以塔机销轴调质为例，正常的调质过程是工件在淬火温度下保温一定的时间，淬入相应的淬火介质中以一定的冷却速度急冷，获得充分淬火，然后通过高温回火使材料获得良好的综合机械性能。某些外协热处理企业认为只要工件经过淬火、高温回火就是调质过程。即便在生产过程中，工件淬火后的硬度很低，没有获得充分的淬火，也可以通过调整回火温度，同样达到了图纸要求的硬度。淬火、回火工件不能只控制其回火后的硬度，还应检验淬火后的硬度，以便检查工件淬火是否充分。若因淬火加热温度偏低、工件尺寸过大或淬火冷却速度不足等原因造成淬火不充分或未淬上火时，即使回火后硬度达到技术条件的要求，其疲劳强度却往往不能满足使用要求而可能导致工件早期时效[2]。因此，提高热处理企业自身及生产链相关行业对热处理技术的认知，提高质量意识，选择合理的热处理工艺，加强过程控制，使材料经过热处理后机械性能得到充分的发挥，对金属材料资源的节约有着重要意义。

4.建筑机械钢结构金属材料热处理的环保问题

在金属材料热处理过程中，会存在一定的污染现象。污染的形式有很多种，其中包括空气污染、水污染、噪声污染和电磁污染等。噪声污染主要是由于泵类、风扇等设备的运转，其中最大的噪声来自结构钢材料的喷砂过程。而电磁污染主要是中、高频等感应设备的使用所产生的。这两种污染是比较容易处理的，通过安装消除噪声设备和电磁屏蔽装备可以在一定程度上避免或降低污染的产生。空气污染主要是燃烧燃料加热所产生的烟尘。从当前形势来看，对于一些设备相对落后的热处理企业，金属材料热处理加热的主要方式还是以燃烧燃料为主，并且可能持续这种方式。燃料在燃烧过程中会产生烟尘排放到空气中造成污染，因此，在加工中，尽量使用清洁能源来替代低效的高污染能源，以实现环保的理念。空气污染也有一部分是来至盐浴炉药品的挥发。对于浴炉的污染可以对其进行适当的密封来减少药品的挥发。同时使用新型的加热设备来代替浴炉能够更有效的减少污染，如真空热处理技术等。还有一部分空气污染是在工件油冷淬火时产生的。对于油淬造成的空气污染，可以为材料选择相应的新型淬火介质代替淬火油。新型的水溶性淬火介质无毒、无油烟，不燃烧，无火灾危害，使用安全，淬火效果良好，且价格与油相近。替代油冷的新型淬火介质可以提供良好的工作环境，有效的改善空气污染问题。水污染的污染源有很多，主要有：淬火废油、废水中的金属氧化物及淬火时从盐浴中连带出来的药品、有机水基淬火介质中的有机物、清洗液中的化学物、表面处理发蓝、镀锌、磷化的废液等。这些物质会对水质造成严重污染，而且治理起来相当困难，尤其是小企业。而一般大型企业都建有专门的废水处理设施，并且在实际有效的运行着。

5结论

金属材料热处理在很多领域都有了广泛的发展，凭借其优越的性能控制在生产和生活中也发挥着重要的作用。但是，热处理生产过程所产生的污染问题和环保问题也不容忽视。因此，实现热处理产品性能最优化利用的同时环保问题也不容忽视。本文针对建筑机械金属材料热处理的注意事项以及通过热处理过程使材料更好的发挥本身的性能问题做了评价分析。通过分析，从节能环保的角度对金属材料的热处理进行研究，为机械制造、热处理行业及其他相关行业提供指导。

参考文献：

[1]龚雪婷.探讨金属材料与热处理工艺的关系[J].科技信息,2013,17:157-158.

[2]《金属热处理缺陷分析及案例》王广生等编著.-2版.-北京：机械工业出版社，2007.8

作者:张野 单位:沈阳三洋建筑机械有限公司