摘要：随着工业技术的改革与完善，工业生产规模也在逐渐扩大，如何最大限度的发挥金属材料的使用功能尤为重要，金属材料需要提高自身的机械性能，工业部门要明确金属材料与热处理工艺之间的关系，合理把握设计要点，根据工业项目需求适当改变某些金属材料机械利用性能，合理有效的热处理条件可以增强原材料的利用效率。因此，设计人员要了解金属材料成分及组织要素，合理规划工艺流程，才能将各项损失降到最低。本文对金属材料结构及热处理加工技术进行了简要分析，并对两者之间的关系提出了相关见解。
关键词：金属材料；热处理；工艺技术；关系
一、金属材料结构及基本组织
在工业生产过程中，比较常用的金属材料主要包括铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。但用得更多的是它们的合金。金属和合金内部构成要素主要包括金属原子之间结合与原子在空间的排列形式，原子内部空间与金属的性能配置分布是相互影响的，原子排列方式不同导致金属的结构性能存在明显的差异。金属材料热处理工艺是一个创新与完善的发展过程中，主要将金属工件放在一定的介质中进行加热处理，注意观察温度变化，并在规定的时间内以不同速度在不同的介质中冷却，通过改变金属材料表面结构来采用适当的工艺技术。因此，对某些金属材料来说热处理工艺可以改变它的原子排列与内部组织结构，有效控制工业机械性能，才能提高工业项目的生产质量。不同的热处理条件会产生不同的材料性能，以下对金属材料的工艺性能热处理工艺的关系进行了深入研究，以便从整体上改善工业生产效果。
二、热处理工艺的基本概述
热处理工艺主要是指对固态状态下的金属材料，运用加热，冷却固温的方法来提升金属材料的总体质量。对金属材料进行热处理需要按照规定的生产流程，热处理与其他工艺手段相比存在明显的不同，热处理在通常情况下容易受材料表面构成的影响，逐渐改变零件的内部形态，以此提高零件的质量。这种质量很难从表面上体现出来。热处理工艺技术具有独特的优势。热处理工艺主要是把热处理与塑性融合到一起，不断强化金属材料的硬度与强度。热处理工艺不会改变零件的内部形态，增加了零件的抗疲劳性和耐磨性，扩大了金属材料的使用范围。避免了金属材料在加工过程中发生变形，明显降低了工业企业生产成本，为工业生产创造了更高的经济效益。
三、常用热处理加工技术介绍
根据前面所述，热处理工艺技术是金属材料加工中不可缺少的内容，该技术主要原理是通过加热、保温、冷却的逐渐改变金属表面结构，从而获得预期的材料属性。技术人员要根据热处理的特点进行应用创新，热处理技术又可被分为表面、普通以及特殊热处理技术。常见的热处理工艺要按照加热、保温、冷却三个过程进行对金属处理，各个环节是相互制约的。加热是热处理重要组成部分，在对金属材料加热时，工件若暴露在空气中将导致金属表面发生氧化、脱碳等现象，这对金属零件表面带来了不利影响。因此，一般热处理需在气体保护或熔融盐中加热。金属加热温度直接影响热处理的效果，热处理过程中的温度控制是保证热处理质量的主要因素。不同的金属材料其热处理时的加热温度各不相同。并且金属零部件待温度达到设定要求时，应该在此温度下保温一定时间，使其表面与制件内芯的温度一致，使其微观组织能够完全形成，通常这一过程称为热处理的保温过程，能对晶型的转变提供一定的时间与温度。冷却同样是热处理工艺过程中的关键步骤，冷却方法各有差异，但其目的主要是按照工艺控制冷却速度，一般采用冷却介质也存在差异。
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四、金属材料与热处理工艺技术之间的关系
热处理工艺与金属材料加工尺寸精度存在一定的关系，金属制件经过热处理后，在改善金属制件的性能的同时，也会使金属零件发生形变，比如金属制件冷却处理会使制件表面转变为马氏体，进而使制件体积变大；而制件退火处理则会使金属中碳化物析出和马氏体分解进而使金属体积变小，同时会形成一定的应力松弛，从而使制件尺寸产生变形。通常机械性能的高低可以提高金属材料的使用质量，而机械性能主要包括拉伸与断裂两种情况，断裂性能是指金属材料在外力作用下可以避免结构发生裂纹，因而，从断裂性能的角度讲，任何金属材料从微观的角度分析都含有裂纹现象。从前面内容分析来看，金属断裂性能与金属材料微观晶格的排列分布情况相互关联，若金属材料中的晶格排列紧密，错位密度低，则该种金属的力学性能就高。而热处理的基本原理就是细化晶粒，阻碍错位滑移使晶格排列紧密。当金属在一定的温度下，变形大的区域将产生新的晶粒来代替原来的晶粒实现金属再次结晶。实现再次结晶后，原有不对称的晶格形态被破坏而形成新的无错位的晶格分布，从而改变了金属的断裂韧性，实现了金属材料的机械使用性能，从而确保工业生产项目的顺利开展。正确处理热处理技术与金属材料制件成型残余应力的关系也是十分必要的，金属材料残余应力是指在金属进行成型和加工过程中由于内部结构及外力的作用而逐渐形成的作用力，因此，金属工件在后期使用过程中由于受地形环境的影响容易引发断裂问题。金属在进行热处理的整个过程中，由于温度的变化，改变了材料内部的组织结构，产生了金属热应力和相变应力。这种相互的作用缩短了金属材料的使用期限，将直接影响金属制件的内部构成。
五、金属材料与热处理工艺未来的发展趋势
随着科学技术的优化与完善，金属材料与热处理工艺技术是当前工业生产发展中必不可少的组成内容，但是在大多数金属材料热加工的过程中，容易存在不同的问题，比如断裂、紊乱问题，严重的情况下影响了工业材料的应用效果。因此在金属材料热处理加工的时候需要合理调控温度，使其形成结晶。从另外一个角度分析，科技越发展，工业生产越需要引入先进的机械设备，金属材料热处理已经发展成为了最为主要的任务与内容。热处理工艺技术行业看似比较良好，但是却存在危险性，且金属材料需要进行高温加工，很多生产加工设备需要定期检验更换，才能降低安全隐患，避免发生突发事故，且在金属材料高温加工以及加热的时候会产生有害气体，这些有害气体如果被人们吸入到体内，对人体健康构成了极大的威胁。近几年热处理行业污染问题越来越严重，在进行处理的时候需要考虑各个影响因素，为居民创设一个良好的居住生产环境，避免对人类造成伤害，确保工业企业生产安全开展。
结束语
综上所述，在现代生产中，金属零件的制造与热处理工艺之间有着密切的联系，工业技术人员要明确自身的岗位职责，在实际操作中，想要获得好的工艺效果，就必须准确分析金属材料与热处理工艺的关系，找到两者之间的切入点，根据内部组成结构采用适当的热处理技术，定期分析简要金属材料的性能结构，从而提高金属部件的质量和工艺水平，推动社会经济的稳定发展。
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论文作者:刘树清
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/14
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