初探金属材料热处理变形的影响因素及有效论文_许乐生,李林霞,闫锋

初探金属材料热处理变形的影响因素及有效论文_许乐生,李林霞,闫锋

蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司 山东蓬莱 265607

摘要:随着经济的迅速发展,社会对于金属材料的要求也越来多样化,为了更好地适应社会发展需要,热处理技术在金属材料加工处理过程中的应用势在必行。采用热处理的方式进行金属材料的变形能够使其材质从内而外的得到调整优化,改变材料本身的性能,从而更好地实现金属材料的价值。笔者根据热处理金属材料变形的影响因素剖析控制其性能的有效策略,希望能够为两者有机融合提供一定的借鉴意义。

关键词:金属材料;热处理;策略

采用热处理的方式对金属材料进行变形加工,能够使材料发生由内而外的变化,使其物理及化学性质得到根本上的调整与改变,能够为材料的后续使用提供质量更为上乘的原始材料。根据近年来的经验来看,目前热处理所常用的几种工作流程如下所示:对金属材料进行加热、保温以及冷却。热处理技术的要求相对而言较为严格,不仅要求良好的工作环境,同时要求施工企业与个人都需要具备较好的施工技术。由于受到外界因素的影响较大,导致实际操作过程中,热处理金属材料的过程中变形的现象时有发生,为保证变形现象得到有效控制,使热处理技术的质量与水平得到提升,我们必须要从目前热处理金属材料现状出发,探讨造成金属材料变形的因素,结合目前的技术以及国际上的先进经验,不断的探索提升热处理金属材料水平的策略,进而促进行业的长足健康发展。

一、金属材料热处理变形影响

对金属材料进行热处理的过程中,受到材料自身的密度构成及其结构特点和加工条件等多重因素的影响,材料出现不等时性和冷热分布不均匀等情况属于正常现象。金属材料热处理就需要对金属材料进行加热、保温以及冷却,在整个过程中加热过程使得金属材料的温度将会产生很大程度的变化,因此材料在这一过程中发生变形的危险也就随之增加。在对金属材料加热过程中其结构发生变形的情况也是我们通常所说的塑性变形。塑性变形之后金属材料将会较为明显的特征出现,首先就是具有方向性,再次,其发生频率相对较高。金属材料内部结构的改变并不是仅仅发生一次,而是在每一次的加热过程中均会发生。金属材料进行高频率的热处理,内部应力结构也会随之产生较为明显的变化,想要明显改变金属材料的结构与形状,就离不开多次的塑性变形。

在分析塑性变形对金属内应力变形方面产生的影响分析工程中,我们不难发现内应力形成及发生变化的原因是多种多样的,最终产生的形态变换形式也不仅相同,但是我们通常将塑性变形后内应力形式分为两种:热应力变形和组织应力变形。纯热力变形的激发条件就是保证金属材料加工的环境达到所需温度,在对其进行加热和冷却处理;组织应力变形主要是依据材料自身的形状、性能以及采用何种方式加热、冷却息息相关。根据以上分析不难看出想要达到提升金属材料性能的目的,就必须经过复杂的工艺,并且严格把控温度、环境、技术等多个环境,根据需求及时的调整工艺,与此同时对于金属材料内应力等参数变化要进行及时的追踪记录。想要完善金属材料的性能所需的条件十分苛刻,在现有的条件下对于各个因素的把控并不能做到十分精准,这就导致了金属材料的变形将会出现与计划要求产生差异情况的出现。

二、 控制金属材料热处理变形应当遵循的原则

(一)简单易操作

目前我国进行金属材料热处理的企业大多是建在城乡交界处或者是城市的边缘,其气候较为多变,施工场所的精密性也难以保证。因此设计的热处理方案必须要对上述情况进行充分的考虑,要降低操作难度和对施工环境的要求,同时将容错率进行适当的调整,从而保证企业能够较好完成金属材料的处理。

(二)科学性

想要控制好金属材料热处理的变形问题遵循科学性的原则是必不可少的。科学性是保证热处理变形处于一个最佳水平的根本保证,只有遵循材料本身可能产生的性能变化,并根据需求选择适合的加工工艺,才能达到尽可能减少变形情况的发生。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们在设计的伊始就必须坚持科学性的原则,不能过分的夸大或改变金属材料原有的性能;在操作的过程中要采用科学的手段,避免不正确的操作模式为材料性能改变埋下安全隐患;与此同时,在进行热处理的整个过程中都要秉承科学性的理念,以现有的条件为依托,切不可天马行空,最终导致金属材料发生不可逆的变形。

(三)实用性

金属的热处理是人类为了适应社会发展需求对金属材料进行在加工的一种工艺,它经历了从无到有,从问题不断到逐渐完善的过程,尽管历经波折,但是实用性的原则是其应当始终秉承的原则之一。首先要考虑处理之后对金属材料性能产生的影响对于企业是否需要,能否满足社会需求;其次要考虑热处理的成本,其产生的效益与付出能否成正比;再次,对于金属材料性能的改变是否符合未来发展需求。进行材料的加工处理是为了更好满足生产生活的需求,只有采用适合的方式才能保证行业的健康发展。

三、控制金属材料热处理变形的策略

(一)做好前期准备工作

采用不同形式的正火以及退火的方式对于变形量的变化将会产生最为直接且深远的影响。这就要求相关人员在对金属材料进行加热之前对于材料变化的需求进行透彻的分析,并根据需求进行正火的操作。不仅要考虑采用何种适合的正火模式,同时还要考虑如何进行退火,进而将温度变化这一因素对于材料性能的影响降到最低,通过有效控制热处理过程中的温度,达到提高热处理工艺质量的目的。

(二)科学运用淬火工艺

淬火属于热处理过程中的核心工艺,其加工质量的优劣将会对金属材料的性能产生决定性的作用。一旦出现操作失误将会导致整个材料的结构受到破坏成为废品,这就要求相关的操作人员必须熟练掌握相关的技能,并不断的进行相关技能培训,采用严谨的、科学的手段进行淬火。对淬火进行冷却也是必不可少的环节,这一过程中要合理的把握节奏,一旦过快,就会产生受热不均匀的状况出现,使得金属材料出现较为严重的变形。水油作为淬火中最主要的中间介质,熟练掌握其温度就是达到淬火效果最佳状态的关键所在,通常来讲,在五百五十到六百五十摄氏度之间进行冷却将会产生较好的效果,在这一温度范围内要加快淬火的速度。当温度降到二百到三百摄氏度之间,将会产生较为明显的冷却效果,这时淬火速度必须要与之协调,切不可低速进行。根据不同的温度科学的掌握淬火速度,有利于控制金属材料的变形,提高产成品质量。

(三)科学选择冷却方式

目前最常用的两种冷却方式就是单液淬火和双液淬火。单液淬火的方式顾名思义就是在一种溶液中进行冷却,此种方式的优点就是能够使冷却的效率得到显著提升,缺点就是可控性不足。双液淬火就是指先将材料放到冷却速度较快的介质中去,迅速的将温度降到三百摄氏度,在此之后将材料再放到冷却效果相对较慢的介质当中去。两种方法各有利弊,其成本也不尽相同,要根据材料的性能的要求合理选择,从而达到效益、质量最大化的目的。

结语

通过对金属材料热处理过程中影响变形因素原因分析,能够找到科学合理的控制手段,这有利于企业加强细节控制,减少不良因素的干扰,进而提高金属材料的性能,满足生产需求。在现有的条件下遵循科学发展的原则不断的促进热处理与金属材料加工的融合,不仅有利于提高企业的竞争力,更能为世界的发展奠定良好的基础,从而促进行业稳步健康发展。

参考文献

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论文作者:许乐生,李林霞,闫锋

论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/12

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