金属材料热处理工艺及技术发展趋势探讨

摘 要：伴随着科学技术的发展，中国的金属热处理技术得到了突飞猛进的发展，但是在当前对于金属材料热处理的进程中，也会有一些不能阻挡的弊端，这也是一种金属资源的浪费，对于环境的污染也是一个不可回避的问题。这也成为了当前行业重点关注的问题，本文从金属材料的性能以及相应的工艺入手，分析了当前金属材料热处理的工艺和技术。

关键词：金属材料;热处理;工艺和技术

一、金属材料的类型及应用范围

金属材料有多孔金属材料以及纳米金屬材料两大类。多孔金属材料的应用是目前而言最为广泛的，占据了大量的市场份额，并且其强度够高，耐温性够强，也有突出的抗腐蚀能力，并且金属的孔的大小也是不能确定的。这是为了应对现实情况的需求而进行调节，从而满足一定的灵活性需求。多孔金属的渗透性较好，这也是其成为过滤器制作材料的一项重要原因。当前使用频率较高的金属过滤器就是多孔青铜和多孔不锈钢。在热交换原理的基础上，多孔金属是最为理想的材料。另外在我国的一些高端和重要的领域，多孔金属材料的应用场景较多。

纳米金属材料是以纳米技术为基础的一种新型材料，在性能上要强于传统的金属材料，也有较高的耐磨性，也不会因为日常的使用带来的摩擦而产生损耗，当前金属材料大多都是光滑表面， 通常在航空和机械领域应用较为广泛。

二、影响金属材料热处理变形的因素

（一）应力状态

在金属材料热处理过程中，通常会因为材料本身的结构问题，密度问题以及外界因素等，导致金属材料内部冷热不平衡，不均匀，通常，热处理金属材料的流程包括三阶段，主要是，加热、保温以及冷却，在金属材料加热和冷却过程中，金属材料内部的结构承受压力也会在温度的变化背景下，金属材料变形的风险就更大。在大部分情况下，金属材料热处理的时候都会因为材料的内部受力分布不平衡而产生也难怪变形，也即内应力塑性变形，这种变形的概率较高。

（二）热处理工艺

尽管金属材料热处理技术明面上并不复杂，但是具体实践当中，金属材料热处理的工艺在实质上有很多工序，在热处理技术操作的过程中，通常要结合相关材料来进行相关的调整，因此在金属材料的热处理过程中，其实相对来说较为复杂，在热处理工艺和相关的技术上存在一定的不足之处，导致当前热处理的温度精准性不高，从而很容易导致金属材料在内部的构造上不稳定，最终会导致变性。

（三）机械加工手段

由于不同加工手段的影响，在细长工件的加工过程中会受到不同程度的余力，通常也会导致淬火变形的概率变高。另外，通过继续处理的方式来处理金属材料的变形，这样也会导致材料变形难以继续维修和处理。

三、金属材料热处理工艺与技术

随着国内科学技术的发展越来越快，金属材料的热处理工艺和技术也取得了一定的突破，这些主要体现在热处理技术的发展，现有的热处理技术有较高的准确性，也有较强的有效性，让金属材料产出的质量越来越高，金属材料进行热处理的过程中会有较大的能源损耗，这不仅会导致环境遭受污染，也影响企业实现经济效益的提升。热处理工艺和技术在一定的程度上对现有问题进行了解决，有效降低了热处理过程中的能源消耗，实现了环境的保护以及经济效益的提升的预期目标。

当前，金属材料热处理工艺和技术的种类较多，以下是对热处理工艺和技术的简要分析：

（一）化学处理

化学处理方法是金属材料热处理技术中常用的一种，具体而言是指采用化学反应产生的人能对于金属材料薄层进行渗透，这种方法不仅提升了金属材料的韧性，还有效提升了金属材料的硬度。对于金属材料的化学处理具有明显优于其他方法的优势，主要是指最大化地降低在热处理过程中产生的材料浪费，这不仅提升了金属材料的利用效率，也符合当前发展的实际需求。

（二）激光处理

采用激光技术对于金属材料进行热处理的优势十分明显，大部分的金属材料表面的硬度较高，激光方法有其他方法所不具备的便利性和效益性。激光热处理方法有较强的穿透性，应用最多的场景就是对一些表面坚硬的技术进行处理，通常取得的效益也较好，采用激光技术对于金属材料进行热处理不仅有较高的穿透性，也能在一定程度上提升金属的硬度，无论采用哪种金属材料，都能够在一定程度上增强金属表面的强度。

（三）超硬涂层技术

这严格意义上并不能算是技术的一种，而是多种涂层工艺的总称，本质上就是利用多种技术处理方式在金属表面上加上涂层，将一些化学物质覆盖在金属材料的外表上，采用相应的高新技术来制作涂层，这一技术的领先之处在于涂层的制作便捷，对于金属材料内部的影响也不大。所以在热处理金属材料的过程中，超硬涂层技术的应用场景也相对广泛，也是目前金属表面强度提升的主要方案。当前金属热处理涂层技术的发展速度较快，通过采用较新的技术手段，能够有较高的处理效率。

四、金属材料热处理技术的发展趋势

当前随着科学技术的进步和市场经济的发展，人们的思想越来越开放，对于技术的接受程度也有所提升。金属材料热处理相关技术也不例外，越来越多现代的技术的引入，不仅推动了我国金属制造行业的发展，也在理论角度促进了学术方面的发展。

当前，较为新颖的热处理技术主要是可控气氛技术，这一类技术的本质就是利用气氛技术来处理和保护金属材料，进而提升金属材料热处理的质量，当前热处理技术取得了较为长远的发展，在未来的发展中，基于气氛技术的无氧化金属材料热处理将成为未来的主要发展方向。本文之所以认为可控气氛热处理技术是未来的发展趋势，主要的原因是，这一技术能够对金属材料的表层起到保护作用，在对于钢材处理的过程中，也能够随意的调整金属材料的大小，具体的实践操作相对其他技术而言也比较简单，尽管可控气氛技术的优势很多，也不可回避其弊端，需要相关研究和实践人员不断突破和优化，让其应用场景更为广泛。

总之，金属材料的热处理工艺将会在探索中不断发展，在对于金属材料热处理的工序中，不可避免地会面临一定的能量浪费以及环境污染，在这一问题当中，未来技术发展需要提升工作质量，也要重点关注环境的保护。

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作者简介：

董鑫（1999.01.14 ）男 ，满，吉林松原，专业 金属材料工程.