楊俊 孟先鋒 程奮武

摘 要： 本文主要針對(duì)金屬材料的應(yīng)用展開(kāi)分析，并提出了熱處理技術(shù)的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞： 金屬材料;運(yùn)用分析;熱處理技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TB472 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.167

1 金屬材料的運(yùn)用分析

金屬材料具有較強(qiáng)的塑性與韌性，整體強(qiáng)度較高且具有優(yōu)秀的抗熱耐寒能力，可以經(jīng)受焊接、鑄造、鍛造等工藝進(jìn)行加工，還有著導(dǎo)熱導(dǎo)電性特征，所以在現(xiàn)代工業(yè)中具有普遍的應(yīng)用。

1.1 多孔金屬材料的應(yīng)用

多孔材料是一種新興的功能性材料，在現(xiàn)代工業(yè)迅速發(fā)展的背景下多孔金屬材料的發(fā)展空間也獲得了進(jìn)一步拓展。多孔材料的強(qiáng)度與抗腐蝕性、耐溫性較為優(yōu)異，而且孔徑具有可控性，滲透能力較強(qiáng)，能夠用于多種類型材料的加工制作，如催化劑載體、分離膜、過(guò)濾器等，同時(shí)多孔材料的應(yīng)用也不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)影響，在環(huán)保、醫(yī)療、機(jī)械等領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用。

（1）過(guò)濾與分離。多孔金屬具有優(yōu)異的滲透性特征，這也使其成為了過(guò)濾器制作中的主要材料。多孔金屬可以用于分離媒介，孔道能夠有效阻擋固體粒子的通過(guò)，并捕捉收集固體粒子，實(shí)現(xiàn)氣體液體及固體的過(guò)濾分離。多孔金屬加工而成的過(guò)濾器能夠促進(jìn)厭氧細(xì)菌的生長(zhǎng)，凈化高爐煤氣、處理污水等

（2）能量的吸收。汽車的防沖擋與宇宙飛船的起落架這些能量吸收結(jié)構(gòu)都是運(yùn)用多孔材料的能量吸收特性而實(shí)現(xiàn)的，針對(duì)這一特性，多孔材料還能夠用于燃?xì)廨啓C(jī)排氣系統(tǒng)的消音結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有較為顯著的消音降噪能力。

（3）流體的分布與控制。對(duì)于石油化工及冶金工業(yè)來(lái)說(shuō)，通常會(huì)應(yīng)用不銹鋼或鎳等金屬燒結(jié)成的多孔流板，用作流體分布板。多孔不銹鋼能夠發(fā)揮火箭鼻鏈體偏航指示儀外殼冷卻液控制的效果，并且多孔金屬材料還可以用作自動(dòng)化系統(tǒng)信號(hào)控制延時(shí)器的制作[1]。

1.2 納米金屬材料的應(yīng)用

納米金屬材料指的是在納米技術(shù)作用下而制備的金屬材料，材料的結(jié)構(gòu)規(guī)格能夠精確到納米級(jí)別，而且還具有大量納米顆粒雜質(zhì)。在金屬材料的生產(chǎn)中，納米技術(shù)的應(yīng)用能夠有效控制組織結(jié)構(gòu)和成分，起到金屬功能特性優(yōu)化以及力學(xué)性能改善的效果，其應(yīng)用領(lǐng)域如下：

（1）鋁基納米復(fù)合材料。工業(yè)制造領(lǐng)域所應(yīng)用的鋁基納米復(fù)合材料強(qiáng)度能夠達(dá)到116GPa左右，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為納米尺度，彌散分布在非晶基體中，合金元素有過(guò)渡族金屬與稀土，過(guò)渡族金屬包含鎳與鐵等金屬材料，而稀土則包含釔和鈰等。

（2）電沉積納米晶體鎳。電沉積薄膜結(jié)構(gòu)多為柱狀晶結(jié)構(gòu)，會(huì)在脈沖電流的影響作用下破碎。針對(duì)鍍液成分和pH值及溫度的有效控制下，電沉積鎳晶粒尺寸可以達(dá)到10nm，利用熔質(zhì)添加并保證晶粒偏析晶界可以令其逐漸穩(wěn)定下來(lái)，這一技術(shù)能夠在管材涂覆中應(yīng)用。

（3）WC-Co納米復(fù)合材料。WC-Co是一種納米結(jié)構(gòu)金屬材料，其耐磨性能及硬度較高，而且韌性與硬度也比尋常粗晶材料更大，在切割工具及保護(hù)涂層中的應(yīng)用較為廣泛，并且WC-Co納米核心的化學(xué)合成及高能球磨已經(jīng)開(kāi)始工業(yè)量產(chǎn)[2]。

2 金屬材料的熱處理技術(shù)

2.1 熱處理技術(shù)的技術(shù)種類

金屬材料通過(guò)熱處理技術(shù)能夠有效加強(qiáng)其金屬性能，提高可塑性，但金屬材料的內(nèi)部構(gòu)成以及化學(xué)性質(zhì)則不會(huì)受到影響。傳統(tǒng)熱處理基本可以劃分為基本熱處理、化學(xué)熱處理、表面熱處理三種，近年來(lái)金屬材料和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展使得越來(lái)越多新興熱處理技術(shù)也得到了研發(fā)和推廣。

（1）金屬材料熱處理新工藝。在科技水平不斷發(fā)展的背景下，熱處理新工藝的發(fā)展也十分迅速，其中離子束表面改性工藝的發(fā)展與應(yīng)用較為迅猛。離子束表面改性的主要工藝特征便是不會(huì)影響金屬材料表面的原有化學(xué)成分，而且外形規(guī)格也不會(huì)受到影響，處理期間并不需要運(yùn)用化學(xué)劑進(jìn)行催化或支持，所以在處理加工過(guò)程匯總也不會(huì)產(chǎn)生有毒害氣體。環(huán)乙烯滲碳工藝之下的處理較為整潔，能夠避免晶界氧化等問(wèn)題，滲層也相對(duì)均勻，滲透用量較少，可以規(guī)避金屬材料形變等問(wèn)題，而且滲碳溫度也能夠得到提高，齒根硬度也得到了增強(qiáng)。強(qiáng)烈淬火技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步規(guī)避鋼材形變等問(wèn)題，不會(huì)發(fā)生材料表面開(kāi)裂等現(xiàn)象，提高鋼材力學(xué)性能的同時(shí)也有效提高了材料的整體使用壽命。微波滲碳技術(shù)可以在熱處理過(guò)程中提高控制的精確性，而且加熱溫度也實(shí)現(xiàn)了提升，減少了熱處理工藝的整體周期。熱等靜壓固溶時(shí)效復(fù)合處理技術(shù)也能縮短金屬材料熱處理的工藝周期，并且有效控制成產(chǎn)成本，還可以去除鋁合金材料的孔隙，提高其力學(xué)性能。真空熱處理技術(shù)是熱處理技術(shù)與真空技術(shù)融合的一種新工藝，部分流程處于真空環(huán)境下完成，基本全部工藝都能利用真空處理來(lái)解決，在壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng)的情況下完成熱處理，能夠提高金屬材料的表面光潔性，改善材料的結(jié)構(gòu)性能[3]。

（2）熱處理新設(shè)備。在金屬材料熱處理技術(shù)發(fā)展過(guò)程匯總，熱處理新設(shè)備也在不斷更新和“改朝換代”，真空加熱高壓氣淬設(shè)備的研發(fā)則是熱處理技術(shù)發(fā)展道路上的一個(gè)全新里程碑，低壓滲碳雙室高壓氣淬爐的開(kāi)發(fā)與推廣則進(jìn)一步提高了熱處理工藝的冷卻效率，并且保證氣淬冷卻工藝的均勻性，控制材料形變問(wèn)題的發(fā)生。低壓離子滲碳爐有著柔性淬火系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)低壓離子凄冷處理工藝，并且還能夠支持馬氏體不銹鋼高濃度滲碳處理，以及真空環(huán)境下的熱處理工藝等。在低壓滲碳高壓氣淬工藝生產(chǎn)線中，原本移動(dòng)不方便的電纜及軟管不需要進(jìn)行移動(dòng)，而設(shè)備的整體運(yùn)行效率及功能性也實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的同時(shí)運(yùn)作效益獲得了提升。熱處理新設(shè)備還有環(huán)形滲碳淬火和涌泉式淬火槽等[4]。

結(jié)束語(yǔ)：金屬材料憑借著自身的強(qiáng)度、耐磨性等性能優(yōu)勢(shì)在各個(gè)國(guó)家的多個(gè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，并且在科學(xué)技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展的時(shí)代背景下，金屬材料的需求量也在不斷提高，其發(fā)展空間十分廣闊。而熱處理技術(shù)則是優(yōu)化金屬材料整體性能和應(yīng)用效益的重要技術(shù)工藝，也是決定金屬材料應(yīng)用范圍的技術(shù)方法，因此還需要進(jìn)一步加強(qiáng)金屬材料及金屬熱處理技術(shù)的研究工作，進(jìn)一步改進(jìn)熱處理新設(shè)備、研發(fā)熱處理新工藝，利用新工藝和新設(shè)備的支持來(lái)提高金屬材料的應(yīng)用效能，為我國(guó)各個(gè)行業(yè)及領(lǐng)域的發(fā)展提供充足的動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 林清.關(guān)于金屬材料的運(yùn)用和熱處理技術(shù)分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，288（10）：22+40.

[2] 陳崢.金屬材料的運(yùn)用分析和熱處理技術(shù)研究[J].冶金管理，2019，363（01）：27+92.