張 炯（廣西科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院 ，廣西　柳州　545006）

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金屬材料組織性能改變方式

張 炯
（廣西科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)教育學(xué)院 ，廣西柳州545006）

摘要：金屬材料可以通過(guò)相應(yīng)的加工工藝，改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響金屬材料的工藝性能和使用性能。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)在科學(xué)技術(shù)研究方面的投入逐漸加大。只有不斷的發(fā)展我國(guó)的科學(xué)技術(shù)才可以帶動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展走向持續(xù)性的發(fā)展道路。在機(jī)械加工行業(yè)我國(guó)的金屬材料的使用和性能的保障一直處在一種發(fā)展和探索的階段，我國(guó)在這一方面較國(guó)外的技術(shù)還需要進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和改進(jìn)。本文針對(duì)金屬材料組織改變性能的方式進(jìn)行專業(yè)的分析和討論，從不同的方面進(jìn)行介紹，希望通過(guò)本文的介紹和闡述，對(duì)我國(guó)的金屬材料的性能使用和改變方面有一定的貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：金屬材料；組織結(jié)構(gòu)；性能改變方式；機(jī)械加工

金屬材料作為我國(guó)工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)性原材料，對(duì)于我國(guó)的工業(yè)發(fā)展至關(guān)重要，我們只有詳細(xì)的了解金屬結(jié)構(gòu)的組織結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變其組織結(jié)構(gòu)來(lái)改變其工藝性能和使用性能，才能推動(dòng)我國(guó)的工業(yè)發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)的科研技術(shù)創(chuàng)新。

針對(duì)金屬材料組織改變其性能的方式的論述，本文從三個(gè)方面闡述。第一個(gè)方面是金屬材料的機(jī)械性能和生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)。第二個(gè)方面是金屬材料的機(jī)械性能和金屬材料的組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。第三個(gè)方面是改變金屬材料組織結(jié)構(gòu)來(lái)改變其材料性能的方法。下面進(jìn)行詳細(xì)的敘述和分析。

一、金屬材料的機(jī)械性能和生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)

金屬材料在我國(guó)的應(yīng)用廣泛的原因，主要有兩個(gè)：第一個(gè)是金屬材料在機(jī)械行業(yè)有著較好的使用性能；第二個(gè)是金屬材料在施工過(guò)程中有較好的工藝性能。金屬材料在使用的過(guò)程中的力學(xué)性能非常突出。例如汽車的制造過(guò)程中之所以使用金屬材料主要是因?yàn)榻饘俨牧系膹?qiáng)度較高，能夠適應(yīng)汽車在使用過(guò)程中的性能要求?，F(xiàn)在機(jī)架過(guò)程中的車刀應(yīng)用的也是金屬材料，主要是因?yàn)榻饘俨牧系挠捕容^高，能夠適應(yīng)車刀在使用過(guò)程中的性能要求。這是由于金屬材料有著眾多的優(yōu)點(diǎn)，才使得金屬材料的使用頻率較高，應(yīng)用范圍較廣。

金屬材料的機(jī)械性能的相關(guān)指標(biāo)很多，主要包括了五個(gè)方面。第一個(gè)是金屬材料的強(qiáng)度；第二個(gè)是金屬材料的塑性；第三個(gè)是金屬材料的彈性；第四個(gè)是金屬材料的抗疲勞性；第五個(gè)是金屬材料的抗蠕變性。上述的五種金屬材料的機(jī)械性能指標(biāo)是我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，同時(shí)也是機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中的材料選擇的依據(jù)。在這五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中最為重要的是金屬材料的強(qiáng)度；金屬材料的硬度和金屬材料的韌性等，這些指標(biāo)在金屬材料的選擇過(guò)程中都會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注。綜上所述，我們應(yīng)該有效的了解金屬材料存有的每種機(jī)械性能和機(jī)械指標(biāo)。只有這樣我們才能夠有效的保障在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中和機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中合理的應(yīng)用各種金屬材料，讓每一種金屬材料物盡其用。

二、金屬材料的機(jī)械性能和金屬材料的組織結(jié)構(gòu)之間的　關(guān)系

通過(guò)金屬材料的物理學(xué)分析可以知道，金屬材料的組織結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通過(guò)研究可以得知，純度為百分之百的金屬為晶體結(jié)構(gòu)。不同種類的金屬材料，其組織結(jié)構(gòu)也是有區(qū)別的，這樣就導(dǎo)致了金屬材料的性能有一定的差異。但是在實(shí)際的應(yīng)用中，金屬材料是一個(gè)多晶體的組織。金屬材料的形狀和其組織結(jié)構(gòu)中存在的缺陷有關(guān)。按照實(shí)驗(yàn)室給出的數(shù)據(jù)可知，細(xì)晶粒的金屬材料在強(qiáng)度方面要強(qiáng)于粗晶粒的金屬材料。但是在進(jìn)行冷加工或者熱加工之后，大多數(shù)的金屬材料的性能會(huì)發(fā)生改變，這主要是由于金屬材料的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。在一定的條件下，金屬材料的晶體會(huì)出現(xiàn)扭曲，這樣就導(dǎo)致了金屬材料的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化，進(jìn)而嚴(yán)重的影響了金屬材料的機(jī)械性能。

現(xiàn)階段，我國(guó)使用的金屬材料多為合金鋼材料。合金材料的組織結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。合金材料的性能不僅僅和合金材料的組成元素有關(guān)，更加影響合金材料性能的是合金材料的相。合金材料的相主要指的是在相同的化學(xué)成分和物理狀態(tài)下，改變其他的條件時(shí)，合金發(fā)生的相應(yīng)的改變。合金材料可以是單相的組織結(jié)構(gòu)，有的時(shí)候合金材料是多相的組織結(jié)構(gòu)。單相合金在外部條件發(fā)生變化的時(shí)候，改變的是其組織結(jié)構(gòu)中的原子的排列順序，進(jìn)而改變和合金材料的性能；多相的合金材料是有多個(gè)單相合金材料組合而成。多個(gè)相體的結(jié)合會(huì)有效的改變合金材料的機(jī)械性能，不同的相體的組成成分會(huì)導(dǎo)致合金材料的性能的差異。相體中的晶體的粗細(xì)，第二相體的具體結(jié)構(gòu)分布都會(huì)對(duì)合金材料的組織結(jié)構(gòu)有一定的影響。上述的內(nèi)容只有在顯微鏡的觀察下才能夠清晰的判斷。我們?cè)谑褂玫倪^(guò)程中要對(duì)合金材料的組織結(jié)構(gòu)和使用性能有一個(gè)充分的考量和科學(xué)的判斷。

三、改變金屬材料組織結(jié)構(gòu)來(lái)改變其材料性能的方法

在實(shí)際的生產(chǎn)中，我們要想實(shí)現(xiàn)金屬材料的某種性能，我們可以通過(guò)采取某種工藝手段來(lái)改變其組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變其工藝性能。關(guān)于改變金屬材料組織結(jié)構(gòu)來(lái)改變其材料性能的方法的論述，本文從三個(gè)方面進(jìn)行分析和闡述。第一個(gè)方面是可以通過(guò)將金屬材料的組織均勻化，晶粒細(xì)化的方式改變和提升金屬材料的機(jī)械性能。第二個(gè)方面是可以通過(guò)改變金屬材料的第二相的形狀的方式來(lái)改變金屬材料的機(jī)械性能。第三個(gè)方面是可以通過(guò)改變金屬材料的第二相的分布的方式來(lái)改變金屬材料的機(jī)械性能。下面進(jìn)行詳細(xì)的分析和闡述。

（1）方法一：可以通過(guò)將金屬材料的組織均勻化，晶粒細(xì)化的方式改變和提升金屬材料的機(jī)械性能。

完全退火可以細(xì)化組織，均勻組織。擴(kuò)散退火能使鋼的成分均勻化，消除偏析。正火同樣可以細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度和硬度。

（2）方法二：可以通過(guò)改變金屬材料的第二相的形狀的方式來(lái)改變金屬材料的機(jī)械性能。

球化退火能把過(guò)共析鋼中的網(wǎng)狀滲碳體變?yōu)轭w粒狀，改善工件的切削加工性，減少鋼在淬火中的變形開(kāi)裂傾向。再結(jié)晶退火能消除冷加工后晶格的畸變，消除加工硬化，使材料恢復(fù)到原來(lái)的好的塑性，以便繼續(xù)壓力加工。

（3）方法三：可以通過(guò)改變金屬材料的第二相的分布的方式來(lái)改變金屬材料的機(jī)械性能。

通過(guò)淬火，將第二相留在晶體內(nèi)，成為過(guò)飽和的固溶體——得到高硬度的馬氏體。硬鋁合金則通過(guò)“時(shí)效”析出第二項(xiàng)（強(qiáng)化項(xiàng)），以達(dá)硬化的目的。

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