金屬材料熱處理節能新技術分析

李峰

摘要：經濟的發展，社會的進步推動了我國綜合國力的提升，也帶動了工業行業發展的步伐，我們了解到，材料的耐熱性、熱穩定性和熱膨脹一直是高分子材料研究的熱點，只有加強熱學性能的研究，才能更好地進行材料的使用和開發。金屬材料熱處理技術是制造業中常用的一種技術，由于其使用過程中會有加熱的環節，所以會產生一定的環境污染，而且也需要消耗大量的能源，在熱處理技術中融入相應的節能技術是有關人員研究的重要課題，在金屬材料熱處理基礎中融入節能技術，可以有效的保障工業制造的產品質量的提高?；诖?，本文主要對金屬材料熱處理節能新技術進行分析，希望通過本文的分析研究，給行業內人士以借鑒和啟發，詳情如下。

關鍵詞：金屬材料;熱處理;節能;新技術

引言

工程應用中，熱學性能主要是泛指高分子材料可以在不同溫度條件下使用，在其實際應用過程中所表現出來的各種不同的熱物理特征和化學性能。材料的熱學性能主要有熱穩定性、耐熱性、熱膨脹、熱容和熱傳導等。金屬材料和結構往往處于復雜應力狀態?，F有研究表明，材料的塑性行為會受到應力狀態的影響，因此為精確描述材料在復雜應力狀態下的塑性流動行為，必須在本構模型中考慮應力狀態效應的影響。然而，由于在動態加載下材料的應變率效應和應力狀態效應相互耦合、難以分離，給應力狀態效應的研究和模型的建立造成很大困難。本文主要對金屬材料熱處理節能新技術進行分析，詳情如下。

1金屬材料熱處理過程中變形的種類

在對金屬合金進行熱加工時，形變的發生幾率是較高的，從加工工藝的角度來說，形變類型包括以下兩種，其一是比容形變，導致此種形變出現的原因是在金屬材料當中含有一定量的碳元素、金屬元素。從相關人員研究所得結果來看，金屬合金材料發生比容形變較為常見，而這與鐵素體、游離碳、比容變化是存在緊密關聯性的。展開熱加工的整個過程中，金屬材料會發生形變，而且方向是不同的。如果發生了比容形變的話，金屬合金的尺寸必然會改變。其二是內應力塑性形變，導致此種形變出現的具體原因是金屬溫度并不是十分均勻，即是對金屬塊進行熱加工時，不同位置的溫度是存在一定差異的，這樣一來，冷卻速度也就會有區別。在溫度逐漸降低的過程中，不同位置均會出現熱脹冷縮，但是有明顯的不同，如此就會使得熱應力塑性形變發生。

2金屬材料熱處理節能新技術

2.1操作要更為科學

從金屬材料的熱處理來看，操作是必須要予以重點關注的。相關人員要對金屬材料的具體屬性有清晰的認知，確保檢測分析是最為合理的，如此方可獲得更加精準、完整的信息。在對數據展開全面分析之后，要據此來將工藝流程及標準予以明確。為了使得熱處理工作能夠順利完成，技術支持是不可缺少的，技術人員必須要針對工藝流程展開監督，將技術指導做到位，如此方可使得熱處理更加的規范，進而使得熱處理變形能夠得到行之有效的控制。

2.2科學冷卻

對金屬材料進行熱處理時，必須要對金屬材料具有的性質有一定的了解，進行選用最為適宜的冷卻方法，如此方可保證變形控制的效果大幅提高。從單介質淬火來看，對淬火零件予以冷卻時選擇的是一種介質，其操作是非常簡單的，而且自動化程度較高，可以保證工作效率大幅提升，然而淬火速度無法得到嚴格控制，金屬材料發生變形、開裂的概率是較高的。如果采用雙介質淬火的話，選擇的是特殊介質，這樣可以保證短時間內實現冷卻目的。保溫處理的時間應控制在2至3min間，繼而置于低冷卻速度介質當中，這樣可以保證二次處理順利達成。由于冷卻的速度是存在差異的，冷卻介質自然也不同，如果速度太快的話，內部拉應力必然會大幅增加，而且淬透性也難以保證，所以要確保選擇的冷卻方案是最為合適的，如此方可使得熱處理變形控制到位。

2.3淬火工藝

在對金屬材料展開熱處理的過程中，操作人員要對淬火環節予以重點關注，確保加工質量有大幅提升。金屬材料的屬性是存在差別的，因而要依據實際情況來對溫度加以控制，確保選用的淬火介質最為合理，如此方可使得應力分布不均勻現象切實避免，金屬材料變形也可得到有效控制。當下常用的淬火介質包括水油、鹽水等，如果選擇水油的話，當其溫度處于450℃至550℃間的話，冷卻速度能夠達到500℃/s。如果選擇鹽水的話，可以使得冷卻速度明顯加快，相較于水油能夠達到2倍。比方說，水油溫度為550℃至650℃的話，冷卻速度能夠得到600℃/s，溫度沒有改變，改用鹽水的話，速度則能夠提升至1200℃/s。對這兩組數據進行比較可知，選擇的淬火介質為鹽水的話，必須要對金屬材料冷卻的具體要求有清晰的認知，并將淬火介質溫度加以合理控制，如此方可使得金屬材料變形的發生幾率明顯降低。

2.5金屬-有機框架（MOF）/纖維素基新型功能復合材料應用

當前，采用各種納米材料對纖維素基材進行功能化改性并賦予其全新的性能和功能已成為一個重要發展趨勢。這些納米材料主要包括納米金屬、量子點、納米金屬氧化物、納米金屬硫化物、碳納米管、石墨烯等。國內外在金屬-有機框架（MOF）/纖維素基新型功能復合材料的研究與開發方面已經取得較大進展。制備MOFs/纖維素基新型功能復合材料常用的纖維素材料包括紙漿纖維、濾紙、棉纖維、納米纖維素等;沉積的MOFs有HKUST-1、MOF-5、ZIF-67、MIL-101（Cr）、ZIF-8、MIL-100（Fe）、UiO-66、Ln-MOFs等;制備方法主要為原位生長法、層層自組裝法、濕部加填法和噴墨打印法等;主要用于氣體吸附和分離、水質凈化、傳感器、智能標記、抗菌等。借助PANI和DPANI或對纖維素進行羧基化改性有利于提高纖維素的比表面積和對金屬離子的吸附能力，增加MOFs的錨定位點。

結語

總而言之，在現代工業生產過程中，金屬材料熱處理技術是必不可少的。由于取決于具體的運用過程中會出現資源浪費的情況，就需要在金屬材料熱處理技術中融入節能新技術，減少對周圍環境的污染，保證其金屬產品的質量，從而實現了企業的可持續發展。

參考文獻：

[1]張永軍.金屬材料熱處理變形的影響因素與控制策略[J].世界有色金屬，2020（10）：176-177.

[2]潘美玲.金屬材料熱處理變形的影響因素和控制策略分析[J].科技風，2020（10）：168.