金属材料与热处理工艺探析范文

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摘要：

随着我国现代化工业的迅速发展，工业机械生产自动化技术得到了较大的提高。工业机械行业生产需要大量金属材料，有些需要将金属材料通过高温加工方式进行热处理后方可使用。本文简略讲述了工业金属材料结构和组织，简述了热处理工艺技术的基本慨念和热处理过程中出现的腐蚀问题对社会环境的影响及应对方法。

关键词：

金属；材料；热处理

1金属材料的结构和组织

早在几千年前的铁器时代，我们的祖先就已经会使用一些矿石加工成金属材料，然后用这些金属材料制作成生产劳作工具或其他器具，并且先人们渐渐认识到热处理的作用。在当时的历史时期我国金属材料加工生产工艺基本走在世界的前茅。建国后，随着我国工业科技产业的发展，在工业生产中，很多地方要用到金属材料，其中用量最大的材料是合金材料。某些金属材料或者是合金材料，经过高温热处理的方式可以改变其内部组成结构的排序，但热处理加工工艺一般不会改变金属材料构建的外部形状和构建的化学成分，仅仅只会改变金属构建内部的显微组织或表面一些化学成分，使所用性能能得以改善[1]。

2金属热处理的基本概念

热处理其实就是将某种金属的材料放在相应的容器内，对它进行加热、保温、冷却，在通过改变材料的表面或者是内部的结构组织，来控制它的性能的一种工艺。这种热处理新工艺，它是为了把一些零部件的的耐磨损和抗疲劳防破裂心能增强，提高了零件使用的强度，可以更久的使用。还可以提升一定经济利益，更多的节约能源，增强环保避免对环境造成过多过大的污染。从石器时代开始一直进展到铜器和铁器时代的过程中，热处理慢慢的被人们一点一点的认识、熟悉，以及使用，而且中国人在生产中很早就已经发现，对铜、铁或者是某种金属物质进行一定温度的加工、加热、加压，会使材料的形状发生变化，从而在铜器、铁器时代，才会制造出来大量青铜、铁质的武器或器皿。热处理流程就是工人将金属工件加热到一定的、适当的温度，并根据材料不同大小相应采取不同的保温时间，然后再进行冷却。淬火是将材料加热、保温后，把材料在水里进行快速冷却。从水里拿出来后金属材料的材质的硬度将会提高，但同时脆度也会加强。所以为降低物体脆性，把淬火后的金属工件进行一定时间温度的保温，之后再进行冷却[2]。

3金属材料保管和锈蚀问题

金属在加热过程中或加热后冷却处理的时候，如果对某种金属材料进行拉伸会改变材料本身的内部组织结构和一些机械性能，材料本身会因为环境的影响而改变，如钢筋拉伸后存放一段时间表面会出现铁锈，这种铁锈钢筋如不及时清除表面的铁锈，久而久之会腐蚀它的内部结构，最终导致金属材料的脆性发生从而产生断裂。金属材料的存放方法也很重要，一些材料长时间的放置，或者是放在阴暗、潮湿的环境里，材质的本身也会发生变化，材料表面会生锈，如果不及时的清理，会慢慢的腐蚀材料，这些铁锈会越积越厚、面积越来越大，最后使材料的表面不光滑，内部结构不完整，表面的硬度降低，钢铁生锈、铜器泛绿、银具变黑等都是金属材料长时间的放置或不规范保存所产生的问题。所以日常工作中，对一些金属材料的保管或存放应及时进行检查或定期进行清理，对尚未使用的原材及时清理表面上的铁锈再投入使用。对已经生产完好的工件应妥善的保管，对已经安装的构建应及时涂上防锈涂层，以免材料发生形状的变化或结构变化而导致无法使用[3]。金属材料如果不及时的清理那些锈渍，很容易造成人员伤亡事故或对环境造成污染。如2005年10月26日，广东某石油化工焦化厂车间的管道突然开裂，高温油气从管道里喷射出来，正值上班时间，许多员工还在工作，突发事件使人无暇迎接，这次事故造成了较严重的人员伤亡和设备损坏。由于日常设备管理的疏漏，对管道的检查忽略了点点锈蚀，未经处理的点点锈蚀将管道慢慢的腐蚀，长期的腐蚀，这是一种“慢性病”，没有具体的预防措施和防护，管理人员也不太重视，才导致悲剧的发生。又如2007年8月在美国的一座高速公路桥上，桥梁结构也因常年的腐蚀突然产生桥身倒塌，造成了7死30几人受伤。同时腐蚀也在威胁着我们生活的环境，金属材料在腐蚀的同时，腐蚀的产物必定会有一部分流入到河水、土壤等自然环境中，所以这对自然环境带来了严重的影响。流到了河流里，影响农田灌溉，影响动物、植物和人们生活用水，流进土壤影响农作物或植物生长和健康。若流到海洋里，对海洋里的生物、鱼类等有生命的一切都会稀来巨大的威胁。所以我们要重视起腐蚀带来的危害，要控制好放置材料的环境，保证储存空间的温度、湿度以及通风良好，或者是用缓蚀剂来减少和防止对金属的腐蚀。这样才可以保证金属材料的材质，减少经济损失，保障自然环境不受损害。

4热处理过程中材料开裂的应对

一些金属材料在进行热处理加工过程中，经常会出现断裂的现象。对金属材料进行热处理工艺加工的关键会直接影响材料再结晶效果，温度的高低是加工过程的关键，所以工作人员在工作时应注意控制金属材料热处理加工过程中的温度，保证材料断裂韧性的承受能力，保证温度达到一定程度，形成结晶。

5金属热处理工艺展望

随着改革的进一步深化，国家现代化建设进一步发展，我国每天的能源消耗量非常之大，工业自动化、农业现代化、农村城镇化、城市基础设施建设均离不开机械设备、零件加工、机械制造等，国防建设投入的增大，使很多大型的重工业也不断发展，热处理对中国的机械制造业发展也具有相当重要的影响。无论城镇、农村目前均离不开热处理加工技术，市场经济的快速发展也会对热处理行业的发展带来巨大的前景。虽然热处理行业的前景看似良好，但是这个行业仍具有一定的危险性，因为是金属或者是其他金属材料进行必须进行高温加工，一些生产加工设备没有及时更新换代，不是现代化、自动化数控进行生产，难免存在安全隐患，难免会有员工因工作失误造成伤害，并且金属材料在进行高温加工、加热时会产生一些有害气体，这些气体长期被吸入，对人的身体健康会产生一定的伤害。由于热处理行业仍是污染型行业，无论国企还是民营在建设此类加工场所时，应考虑环境保护问题，应严格执行国家环评的最新规定，不得建立在在居民区、商业区、旅游区、蔬菜和粮食等农作物种植区域、以及水资源保护区，防止对人类的伤害、对环境的污染。

6结语

随着工业科技的飞速发展，我国的工业技术水平越来越高。机械制造、仪器仪表、航天事业等现代化的工业都在继续向前发展，高温热处理技术和金属材料品质已经达到了一个全新的水平。但愿今后的金属材料和热处理加工工艺步入世界先进行列，实现数控化、智能化、机器人生产加工的现代化工作手段，达到高效生产、安全生产的目的。

参考文献：

[1]刘朝阳.金属热处理工艺及其遇到的问题[J].中国工业，2013，33（12）：10-11.

[2]张丽清.金属热处理工艺自动化[J].机械制造，2014，23（2）：18-19.

[3]范立波.金属热处理过程中的废物处理[J].工业与环保，2014，22（24）：27-28.

作者:酉芳敏 单位:常德烟草机械有限责任公司