关键词：金属材料；热加工裂纹；控制技术研究
引言
金属材料热加工作为当前普遍应用的处理工艺，在作业过程中需将不同种类的金属采与加工性能有限的融合，需要有效地了解热处理的每个工艺和关键链接，重视准确性的有效守门人，确保提高金属材料部件热加工质量。
1金属材料热加工裂纹产生机理
工程中金属结构件的疲劳裂纹大多在表面萌生，并在疲劳载荷的作用下发生扩展而导致结构件的破坏。在结构件的制造和加工过程中，材料表面易形成刮伤、刀痕等微观缺陷，这些缺陷可以看作初始表面裂纹（或裂纹源）。伴随我国经济的快速增长，工业化水平日益提升。其中金属材料作为其中应用最为普遍的材料之一，仅纯金属材料，在自然界就有70多种，如铁、铜、金等，而合金材料更多，此类材料不仅具备金属特性，同样也具有其他属性，使用量大，且应用范围较广。当前种类繁多的金属材料依然成为我国社会发展的根本与社会发展、经济增长关系密切。在金属材料热加工过程中，由于多种因素的影响，极易产生裂纹问题，此时若不及时加以处理，甚至会出现断裂现象，造成极大损失。基于此，必须重视金属材料裂纹问题，采取措施有效解决。金属材料是我国工业生产的主要材料，在材料使用过程中，往往会遇到材料裂纹问题。
作为宏观裂纹的发展过程，微裂纹演化在金属构件使用寿命中，基本占其寿命的80%。若在此阶段，有意识地对金属材料进行修复处理与保养，将有效延长金属构件的使用寿命，并达到节约资源、降低能耗的目的。金属材料热加工技术主要包括5部分，即铸造、锻压、焊接、轧钢、热处理。传统力学以及材料学相关理论认为，裂纹是通过形核、扩展、微裂纹聚合直到断裂，作为一项不可逆的热力学过程。为此，在金属材料生产、使用、维护及损伤容限评估等方面，而出现裂纹必然趋势便是断裂。但是，从另一个角度来讲，任何成份与结构不均质，如含有微裂纹的材料，在热力学允许条件下，都会向均匀化趋势发展，这也是热力学的根本原理。因此，金属材料热加工裂纹产生的机理可看做是在扩散力作用下，金属原子定向、宏观的迁移，产生裂纹后，将降低系统化学自由焓。
2关注金属材料类型
在金属材料加工工艺的具体运用当中，为了提高热加工整体质量以及应用效果，必须确保相关工艺符合理想目的，还必须注意各种金属材料的材料和模型，使金属材料热加工工艺更加合理。根据在此阶段加工和制作金属材料的基本条件，该金属材料的加工不仅包括一些常规材料，同事通常包括更复杂的金属材料和组件，如多孔金属材料和纳米金属材料，在热处理过程中必须反映出强大的适应性，这样该金属材料才能形成更理想的性能优化效果。这些新的金属材料需要更加难以热处理，必须重点关注单个热处理过程，使某些热处理更加精细，相关参数得到更好的控制。这样可以进一步优化后续实际应用性能，并防止金属材料被热处理损坏的风险。
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3金属材料热加工中开裂的主要原因
3.1金属材料热加工过程中的冷却方法选择错误
金属材料热加工过程共分为退火、正火、淬火、回火共四个步骤，在这一过程中，对于冷却技术的要求较高，冷却技术选择错误，容易导致金属材料冷却不均匀问题的出现，不利于金属材料产生拉伸应力，对其后期应用产生不利影响。目前金属材料热加工中主要应用双液淬火与单液淬火两种方式，这两种方式各有其优势及缺陷所在，双液淬火法能够实现金属材料的快速降温，但其淬火效率较慢，而单液淬火法使用于热处理工作量较大的金属材料，但其淬火速度不可控。金属材料热加工过程中对冷却方法的选择不当，影响金属材料的变形有效控制应力，不利于热处理质量的提升，对金属材料的性能提升产生负面影响。
3.2温度控制不合理
金属材料热加工过程中，对温度控制的要求极高，在各个步骤中对温度控制有着不同的要求，温度控制失衡是造成金属材料热加工变形及开裂问题的主要原因之一。对金属材料加热炉内的温度不重视，未经过精密的温度测量而直接输送金属材料进行热处理，容易造成金属材料质量问题，甚至导致金属材料报废、不能投入使用。在金属材料热加工过程中，对加热速度、加热温度、保温时间等各项工艺参数的把控不稳定，热处理工艺技术得不到科学规范的落实，容易导致金属材料变形与开裂等缺陷的发生，金属材料的表面硬度降低，淬透性受到不利影响，金属材料不能够适应热应力变形的压力，屈服强度降低，导致金属材料的质量下降。
4金属材料热加工工艺和技术的发展
随着我国经济的持续增长和科学技术的不断发展，相应的热处理工艺和技术也将不断推出新的东西。在热处理工艺技术中，可调节的大气热处理是热处理的核心内容，可控气氛能够及时控制监督气氛，控制金属材料的气体介质，从而确保金属材料表面状态的完整性，使热处理技术更加健全，并保护金属材料的表面质量。对于钢铁零件，可控气氛的热处理技术是关键内容，可控大气热处理技术可确保钢铁材料的质量更高。
在金属材料的热处理作业中，钢材料的热处理往往会伴随着大量氧化现象，钢材料表面的氧化破坏非常严重，可控制的大气热处理技术可以很好地解决此问题，从而防止热处理过程中钢材料的氧化破坏不严重。对于其他金属材料，可控的大气热处理技术可确保热处理过程中金属材料的质量，从而使金属材料在热处理过程中的操作更加容易。为了保证金属产品的实际质量和满足社会发展的需要，深入研究这些可控大气热处理技术，结合时代发展的大背景，研究分析金属材料热加工技术，从确保金属材料热加工的实际质量技术中减少能耗和环境污染。
结束语
随着我国金属材料加工技术的不断发展，加工方法越来越多样化，热处理技术是我国相对传统的处理手段，现在也取得了理想的发展，可以反映出具体应用中相对较强的实效性。在此阶段，除了金属材料的热处理要求外，热加工工艺还面临着必须关注确定耐久性、硬度、疲劳等多种要求的高压，需要围绕金属材料的热处理工艺点进行详细审查，加强工作规范，最终优化金属材料的热处理水平。。
参考文献
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论文作者:胡贺 庞笑冰
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：金属材料论文; 裂纹论文; 技术论文; 材料论文; 过程中论文; 工艺论文; 质量论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;