摘要：文章主要简单介绍了金属材料热处理工艺的概念，阐述了冶金工程中热处理工艺对金属材料性能的影响，分析了金属材料热处理工艺的应用。通过探讨提高金属材料热处理工艺质量的有效措施，旨在加强对冶金工程金属材料的研究，充分发挥金属材料热处理工艺的作用，保证金属材料的性能，满足各场景中金属材料的应用需求。适宜的金属材料热处理工艺，有利于减少金属零件使用的折损消耗。实际运用过程中应规范金属材料热处理工艺流程，选择适宜的热处理方法，从而提升金属材料性能，推动冶金工程的可持续发展。

　　关键词：冶金工程；金属材料；热处理工艺

　　随着中国社会经济的高速发展，冶金工程也随之蓬勃发展。金属材料热处理工艺是冶金工程中必不可少的一环，具有极高的应用价值，但这并不是一项简单的工作，涉及多方面内容，需要根据实际情况选择适宜的热处理方法，以保证金属材料热处理质量，促进金属材料性能的提升。在对金属材料进行热处理的时候，必须严格按照相关工艺流程执行作业，把控好影响金属材料性能的各项要素，不断地提升热处理工艺水平，保证金属材料热处理质量。

　　1金属材料热处理工艺的概念

　　所谓金属材料热处理指的是通过温度控制来改变金属材料的各项性能，其优势在于强化金属材料的硬度和强度，提高金属材料的耐腐蚀性和韧性。金属材料热处理过程中包含了三个阶段：一是加热阶段。这一阶段中将金属材料加热至一定的温度，使金属材料的晶体结构发生改变；二是保温阶段。这一阶段需均衡金属材料内部温度，使之保持热平衡状态；三是冷却阶段。这一阶段的目的是迅速冷却金属材料，使之达到室温、低温状态，固定金属材料加热后的新组织状态。

　　金属材料热处理过程中需要根据材料的类型来选择水域的冷却介质，不同金属材料的冷却速度也有所不同，可通过调节冷却介质的参数来进行把控。金属材料被热处理之后，其内部会形成应力，降低金属材料的剩余应力可强化其耐久能力。

　　2热处理工艺对金属材料性能的影响

　　热处理工艺对金属材料性能有一定的影响，主要体现在以下方面：一是影响材料耐久性。金属材料的温度发生变化后，其性能也会随之受到影响。金属材料预热至特定温度后进行焊接，焊接后再冷却，则能减少残余应力，一定程度上提升其抗应力、抗腐蚀能力；二是影响金属材料的切割性能。金属材料加工过程中，由于硬度的不同、性能的不同，其切削效率也会有所不同。金属材料切割时会产生热量，存在变形情况。当金属材料有着较高硬度的时候，所需切削力度更大，因此机械功率更大，产生的温度更高，从而引发材料摩擦现象。热处理一定程度上改善了金属材料的组织形态，需根据其性能来进行相应的处理温度，保证热处理质量咱1暂；三是影响金属材料的疲劳性能。预处理后的金属材料，在一定时间内会快速冷却，此时金属材料内部分子结构将重新排列，应力集中后容易出现断裂情况。因此，实施热处理工艺，精准控制其温度，有利于提升金属材料的整体性能。

　　3金属材料热处理工艺的应用

       3.1热处理CAD技术应用

　　在进行金属材料热处理时，可采用热处理CAD技术。该技术以计算机为基础，利用计算机技术进行优化设计，通过创建模型模拟金属材料热处理过程中可能存在的问题，然后根据显示出的问题来智能调节相关参数，以确保金属材料热处理质量。该技术的应用一定程度上保障了金属材料热处理效果，实际操作中能进一步完善热处理工艺。实际应用过程中相关人员可通过模拟分析金属材料的相变和组织结构演变，来为热处理工艺的实施提供参考数据。结合CAD软件处理结果来调整金属材料的加热温度，确定适宜的保温时间，以促进金属材料性能的全面提升咱2暂。与此同时，热处理CAD技术的应用，还能够有效应对金属材料热处理过程中的变形问题，预测金属材料的微观结构、内应力，制定最佳的热处理方案，确定相关参数，从而保证热处理效果咱2暂。

　　3.2振动时效处理技术应用

　　振动时效处理技术是金属材料热处理加工中的工艺之一，是利用振动原理来对金属材料进行热处理，有利于维护金属材料结构的稳定性，避免金属材料受到热膨胀后变形。在计算机技术的支持下，振动时效处理技术的应用更加智能，可实现全面监控，自动化水平较高，缩短了金属材料热处理时间，提升了热处理质量，降低了生产成本投入。而且具有节能效果，满足减少排放量的要求，相较于传统的热处理技术，经振动时效处理后的金属材料韧性更强，所需生产周期也相对较短[3]。

　　3.3真空热处理技术应用

　　真空热处理技术是在真空环境下实施的热处理工艺。实际应用时应当抽出室内空气，营造真空环境，保证大气压大于室内压力。常见的真空环境有低、中、高、超高四种。不同类型的真空环境类型在压力范围上有所不同，具有不同的优势。例如，中真空热处理适用于淬火，高真空热处理能避免金属材料表面氧化，超高真空热处理则多用于薄膜沉积中。真空环境下没有氧气存在，金属材料纯净度可得到有效保证，形成化物层，规避了金属材料的氧化反应[4]。该技术的优势在于能有效控制处理过程中的各项参数，热处理质量更高，具体表现在以下方面：一是金属工件表面的氧分压低于氧化物分解压力，其表面的杂质会自动脱附，起到净化作用。这有利于保证材料表面纯度，使之耐腐蚀性加强，耐疲劳性提高；二是真空热处理工艺的能源消耗相对较低，无需耗费过多的成本，而且加热速度相对较慢，不会产生较大的热应力，这就使得淬火变形较小；三是真空热处理工艺稳定性更好，适用于试验性可行性评估；四是真空热处理工艺操作自动化水平较高，十分安全。另外，真空热处理技术应用时需根据实际情况选择适宜的设备，如使用真空热处理快淬炉，如图1所示。

　　真空热处理的应用十分广泛，从真空退火延伸至真空渗碳。例如，真空退火，是通过退火来改变金属工件的晶体结构，降低组织应力，起到防止脱碳的效果，有利于提升金属工件的力学性能，使之表面更加光亮。想要取得较好的真空退火效果，则需要把控好退火温度，应考虑金属工件的类型和实际情况[5]。真空渗碳有利于全面提升金属工件的综合性能，其渗碳时间较短，有着良好的作业条件。

　　3.4激光热处理技术

　　在进行金属材料热处理时，可使用激光热处理技术，以激光为原理，通过激光束把控金属材料的温度，使金属表面温度升高，之后再对其进行冷却处理，以提高金属材料的性能，确保其硬度满足要求。该技术具有高温速率特点，能够实现金属材料的局部加热，被广泛应用于金属材料加工中。金属材料表面聚焦激光束后，会逐步产生热能，金属材料的温度便会随之升高，升高至一定程度后移除激光束，金属材料便会快速冷却，温度下降，硬度提升。经过激光热处理后的金属材料更具耐磨性，耐腐蚀效果更佳[6]。随着科学技术水平的不断提高，激光热处理技术开始走向自动化，其能够实现对金属材料的精准加工，利用机器人进行激光束的自动化控制，形成了自动化生产线，如图2所示。

　　激光热处理工艺包含了以下内容：一是激光切割。利用激光束照射金属工件表面，使之产生高热能量，熔化工件局部，起到切割效果。二氧化碳激光切割技术是常见技术之一，其切割精度相对较高，无需再加工切缝，切割速度相对较快，而且操作安全，不会产生污染；二是激光猝灭。使用高密度能量激光来加热工件，使之热量向内传递，向外扩散，引发内部相变，其有利于强化模具工件，提高易损类工件的使用寿命[7]；三是激光涂覆。使用激光束照射金属工件表面，熔融表面后再对其进行激光涂覆处理，需把控好辐射功率密度，选择适宜的照射时间，以免影响涂层质量。这一工艺不会消耗过多的覆层材料，容易控制，应用相对广泛。

       3.5超硬涂层技术

　　超硬涂层技术可在金属材料表面形成涂层，改善金属材料的各项性能，使其表面硬度满足金属材料加工要求，提升金属材料的光电性能。超硬涂层基于高温反应、化学反应来处理金属材料，形成的涂层材料多以陶瓷、碳化硅为主，大大提高了金属材料的耐磨能力咱8暂。同时，因为涂层的存在，金属材料和氧气的接触减少，不容易发生氧化反应，一定程度上避免了金属材料腐蚀情况。常见的超硬涂层技术有两种涂层类型，一种是金属氧化物涂层，如氧化铁、氧化铝；另一种是碳化物金属涂层，如碳化钛、碳化钨。

　　3.6化学渗透处理技术

　　化学渗透处理技术是金属材料热处理工艺的一种，是从金属材料内部渗透化学成分，改变其金属表层形态，在操作上相对简捷。不同于传统的化学处理模式，化学渗透处理技术的应用过程中必须严格把控渗透时间，选择适宜的化学材料渗透方法，金属材料的性能可得到明显提升。由于化学渗透处理技术的成本相对较低，符合国内节能减排政策的要求，因此在金属材料热处理中的应用十分广泛，适用于不同的场景咱9暂。

　　3.7形变热处理

　　形变热处理是一种新型金属材料热处理工艺，其基础是形变强化，延伸了热处理工艺。金属工件受到形变、相变的同时影响时，其奥氏体晶粒会发生变化，提高了位错密度，金属工件的综合强韧化得到提升。从形变、相变过程相互顺序方面来划分，可将形变热处理分为相变后形变，相变前形变等类型。

　　4金属材料热处理工艺的优化措施

　　4.1加强对金属材料预处理变形的控制

　　基于金属材料的实际情况，结合加工需求来选择适宜的正火处理材料，保证金属材料热处理过程中的均匀性，避免金属材料变形严重。由于金属材料结构有所不同，因此在处理过程中要根据材料特点来选择适宜的工序，做好预处理工作。虽然这在一定程度上增加了金属材料热处理成本，但是整体效果明显提升，能实现金属材料热处理的精细化管理。

　　4.2选择适宜的冷却方式

　　冷却是金属材料热处理中不可或缺的一环，不同冷却方式下金属材料的变形概率有所不同，需要根据实际情况应用科学的冷却方式，把控好冷却过程中的每一个细节。分级淬火冷却、等温淬火冷却是常见方式，其中前者的优势在于降低了金属材料的应力，但需要盐液的辅助，适用于高精度要求；后者则加大了加工成本，但是精度较高。

　　4.3规范加工工序和细节

　　立足于整体确保热处理工艺的顺利实施，减少热处理中的风险隐患。金属材料热处理过程中一定要选择适宜的机械设备，确保机械加工工序的合理性，可根据金属材料的实际情况来调整工序。机械加工时会有余量存在，应控制材料变形，使之处于允许范围内。完成热处理之后应二次加工，实施反变形措施，提升金属材料热加工质量。

　　4.4提高人员技能水平

　　操作人员的技能水平及其综合素质，对金属材料热处理质量有一定的影响。为满足当前的操作要求，必须加强对操作人员的技能培训，予以科学指导，以确保热处理加工呈现出最佳效果。应结合金属材料热处理要求来优化对应的流程，加大对操作人员的考核力度，规范操作人员的行为。

　　5结束语

　　综上所述，在金属材料热处理过程中，应当根据材料的类型和性能情况，选择适宜的热处理工艺。明确热处理工艺之间的不同，针对金属材料热处理要求，设计适宜的工艺方案，旨在呈现最佳热处理效果。需把控好热处理的温度，控制好热处理工序中的每一个细节，严格按照相关要求来操作，以保证热处理效果。为提高金属材料热处理质量，则应当加强预处理变形控制，选择适宜的冷却方式，规范金属材料机械加工工序。

　参考文献

　　［1］白阳，李松，宗伟.金属材料热处理工艺与技术分析［J］.化工管理，2024（25）：151-154.

　　［2］王晓旭，陈博，高未未.热处理工艺对金属材料抗疲劳性能影响探讨［J］.中国金属通报，2024（8）：101-103.

　　［3］王金林，梁小东，唐冬梅，等.浅析金属材料热处理变形及开裂问题［J］.机械工业标准化与质量，2024（6）：42-45.

　　［4］窦梓豪.金属材料热处理变形的影响因素与控制策略［J］.中国金属通报，2024（6）：99-101.

　　［5］王迪信.金属热材料热处理工艺优化及性能研究［C］北京：中国智慧工程研究会，2024：3.

　　［6］董国平.金属材料热处理技术的应用及其发展趋势［J］.河南科技，2024，51（18）：86-89.

　　［7］赖超.冶金工程金属精炼技术研究［J］.冶金与材料，2024，44（10）：61-63.

　　［8］陈正楠.金属材料热处理工艺与技术现状分析［J］.冶金与材料，2023，43（1）：101-103.

　　［9］谭志宇，杨鹏飞.金属材料热处理工艺与技术分析［J］.中国金属通报，2023（2）：92-94.