金属材料热处理工艺与技术分析

0 引言

国内工业发展起步较晚，但国家对工业体系建设高度重视，总体发展水平进步较快，目前已经建立起了完整的军民工业生产制造体系。工业生产的高水平大规模发展，也推动了金属材料行业的飞速进步。近年，有色金属材料的研究与开发程度不断提升，应用范围越来越广泛，例如稀土金属在超导、航空器制造领域的应用愈发深入。随着应用领域增多，其处理加工尤其是热处理技术也不断地进步成熟。有效的热处理可以提升金属材料的耐久度、强度硬度和抗腐蚀能力，提高企业制造水平，不当的处理可能导致产品性能不达标，甚至威胁到人身财产安全。因此，生产主体应当加强技术管理，积极探索绿色处理工艺，在保证处理质量的基础上不断提升其环保性能。

1 当前新型金属材料主要类型

金属材料在社会生产和民众日常生活中的应用面很广、用量很大，在重工业和轻工业领域都发挥着重要作用。金属材料本身具有较好的可塑性、导电导热性、延展性等，在材料科学技术日新月异的今天，各类技术含量高、功能更加丰富的新型金属材料也应运而生，在高端装备制造和现代服务业中展示着优异的特性，新型金属材料的热处理方法也是该行业着力研究的方向之一，根据目前各类金属材料的结构组成和功能表现可以将新型的金属材料大致分以下两类：①空隙密集型金属材料，这类材料在金属材料中的总量占比不高，它自身强度高，通透性优良。该材料结构是由较多小孔和其他金属经过一定规律分布而成，可以传递热量。它的使用场景通常是安全保护垫层、金属制造的过滤装置等；②纳米级的金属制品。研究表明，当现实物体的体积分割成纳米级后，其理化特性会发生巨大变化，金属材料也不例外，比如有些金属原本导电性较差，经过纳米级的工艺技术处理后，具备了超导能力，应用于磁悬浮装置设计制造领用。该类材料在整个新型金属材料中占比较高，应用领域也较为丰富，比如现代较为多见的纳米非晶体复合结构金属，它的强度极高，耐久性、稳定性和抗疲劳能力较普通金属也有质的提升，它可根据自身的优良的功能特性，结合生产建设实际需要，在超高层建筑框架材料、航空及航天飞行器机身材料、深海潜水器的表面材料等等高新装备的材料供给上提供强大的性能支撑，以满足各类现代工业产品对高抗压、抗腐蚀、抗撞击能力的要求。

2 生产生活中所应用的金属材料性能

在我们的实际的生产生活中，金属材料通常被用作高强度保护、抗侵蚀腐蚀、延长产品使用年限、增加工程结构的稳定性以及提升导电导热能力上，综上所述，金属材料的性能应用主要体现在以下几个方面：

2.1 金属的耐久性质

所谓的耐久性，又称之为金属的抵抗外界环境的侵蚀腐蚀能力，比如在强酸、氧气及其他物质作用下保持自身理化性质不受影响，化学反应速率在可以接受的范围之内。通常，金属材料在特定环境下化学反应程度越弱，其抗腐蚀能力就越高，代表着耐久性越好。耐久性良好的金属需要抵抗应力腐蚀、缝隙腐蚀及多种类型叠加的腐蚀，耐久性越好的材料，其使用期限一般也较长，可靠性也比较高。因为一旦金属受到氧气或强酸物质的侵蚀后，会发生氧化或酸化反应，产生氧化物、分解出金属离子，金属氧化物一般其质地结构松散，抗压性能弱，酸化反应后，金属逐渐被腐蚀成为含有金属离子的溶液，这两种情况在工程建设和工业制造上是致命危害[1]，必须及时地处理维修，负责其内部构件的性能将出现巨大问题，轻则建设工程和工业产品使用年限缩短，重则发生较为严重的安全事故，危害巨大。

2.2 金属的硬度和刚度

硬度即金属能够承受外界压力后其自身的形变保持在一定范围内的能力，刚度即在自身的形变内主体结构不被破坏的能力。金属材料的这种性能应用最为普遍，比如最早的直升机的桨叶用的是木质材料，难以承受直升机机体以及空气产生巨大的离心力和空气阻力，易发生折断，因此，木质的螺旋桨全部被硬度高、刚度好的传统金属材料和复合金属材料代替，这类材料的桨叶能够使直升飞机的机动性能和有效载荷显著提升，极大地增强了其运输、作战、安全保护能力。金属材料的硬度越高，它能应用到的领域就越广泛[2]。

2.3 金属的导电导热性

导电导热性说到底是金属原子在受到电场或热能作用下的活跃程度，正是金属的发掘和研究和使用，才让电进入了千家万户。在导电性能的应用中，由于金属的本身原子结构不同导致其导电能力有一定差异，导热能力同样如此，现代多用热处理技术来对单质金属进行融合，产生合金材料，其能够按照人们的实际需要达到一定的导电和导热性。

文章来源：《热处理技术与装备》 网址: http://www.rcljsyzb.cn/qikandaodu/2021/0207/344.html