试论金属材料热处理工艺与技术展望

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1、试论金属材料热处理工艺与技术展望试论金属材料热处理工艺与技术展望试论金属材料热处理工艺与技术展望试论金属材料热处理工艺与技术展望试论金属材料热处理工艺与技术展望试论金属材料热处理工艺与技术展望JishuTanta.望试论金属材料热处理工艺与技术展望邹德祥(常熟市产品质量监督检验所,江苏常熟215500)摘要:金属材料具有优异的综合力学性能和理化性能,广泛应用于工业领域.热处理技术对于充分发挥金属材料的性能潜力,提高产品的内在质量,节约材料,减少能耗,延长产品的使用寿命,提高经济效益具有十分重要的意义.因此金属材料和热处理是当前材料质量检测

2、工作者面临的一个重要课题.关键词:金属材料:纳米金属材料:热处理工艺:技术展望我国是世界上最早使用金属材料和热处理技术的国家之一,远在西汉时就有”水与火合为淬”之说,东汉时则有”清水淬其锋”等有关热处理技术的记载.目前我国在热处理的基础理论研究和热处理新工艺,新技术研究方面以及热处理设备方面取得了很大的进展.1金属材料的具体应用金属材料具有高强度,优良的塑性和韧性,耐热,耐寒,可铸造,锻造,冲压和焊接,还有良好的导电性,导热性和铁磁性,是现代工业中最重要的材料.近年来,国内多孔金属材料和纳米金属材料发展尤为迅速,应用的领域正在不断拓展,市

3、场需求也在迅速增长.1.1多孔金属材料的应用多孔金属材料是当前发展较快的一种功能性材料.它具有渗透性好,孔径可调,耐腐蚀,耐高温,强度高等优点,可以制成过滤器,分离膜,消音器,催化剂载体,电池电极,阻燃防爆等材料,在原子能,石化,冶金,机械,医药,环保等行业已得到了广泛的应用.1.1.1过滤与分离多孔金属具有优良的渗透性,适合于制备多种过滤器的材料,利用多孔金属的孔道对流体介质中固体粒子的阻留和捕集作用将气体或液体进行过滤与分离,从而达到介质的净化或分离作用.使用最广泛的金属过滤器材料是多孔青铜和多孔不锈钢.1.1.2能量吸收能量吸收是多

4、孔金属材料的重要用途,其中缓冲器及吸震器是典型的能量吸收装置,其应用从汽车的防冲挡到宇宙飞船的起落架,以及升降机,传送器安全垫和高速磨床防护罩吸能内衬.1.1.3热交换多孔金属具有很大的表面积,是热交换和加热的有效材料.通孔体可作热交换器,加热器和散热器,而闭孔多孔金属可作绝热材料.此外,多孔金属耐火具有与阻火能力协调的高渗透性,可作为防止火焰沿管道蔓延的优质材料,可制成灭火器.1.1.4流体分布与控制多孔金属作为一种流体分布装置得到了广泛应用.例如用多孔不锈钢控制火箭鼻锥体偏航指示仪外壳冷却气体或液体,多孔粉末冶金材料则大量应用于磁带处

5、理设备中的漂浮塑性膜的气浮辊筒中.另外一些布气元件用于液体中分布入气体,如用多孔钛管给啤酒充气,多孔钛板在医用氧合器中将氧气均匀充入血液等.多孔金属材料还用于流体控制,如用于气体或液体的计量器,自动化系统中的信号控制延时器等.1.1.5电磁屏蔽多孔金属的电磁被吸收性能可用于电磁屏蔽,电磁兼容器件.主要的应用是孔隙相互之问全部连通的三维网状铜或镍,这种结构透气散热性好,比重轻,比金属网的屏蔽性能高得多,可实现波导窗的屏蔽效果,但体积比波导窗小,轻便,更适合于移动的仪器设备使用.1.2纳米金属材料的具体应用纳米金属材料是利用纳米技术制造的金属

6、材料,具有纳米级尺寸的组织结构,在其组织中也包含着纳米颗粒杂质.在金属材料生产中利用纳米技术,可以将材料成分和组织控制地极其精密和细小,从而使金属的力学性能和功能特性得到很大的提高.目前,纳米金属材料主要应用于以下几个方面.1.2.1高硬度和耐磨WC—Co纳米复合材料纳米结构的WC-Co在硬度,耐磨性和韧性等方面优于普通的粗晶材料,已经用作保护涂层和切削工具.高能球磨或化学合成WC—Co纳米合金也已工业化.1.2.2铝基纳米复合材料铝基纳米复合材料以其超高强度(可达到l16GPa)为人们所关注.其结构特点是在非晶基体上弥散分布着纳米尺度的

7、a—AI粒子,合金元素包括稀土(如钇,铈)和过渡族金属(如铁,镍).在略低于非晶态合金的晶化温度下温挤,加工过程中可使部分非晶态合金转变为晶体,成为纳米一非晶态复合材料.另外,铝基纳米复合材料具有很好的强度及抗疲劳性能,雾化的粉末可以固结成棒材,并加工成小尺寸高强度部件.1.2-3电沉积纳米晶体镍电沉积薄膜具有典型的柱状晶结构,可以用脉冲电流将其破碎.精心地控制温度,pH值和镀液的成分,电沉积的镍晶粒尺寸可达10啪.它在350K时就发生反常的晶粒长大,添加溶质并使其偏析在晶界上,可实现结构的稳定.这使管材的内涂覆,尤其是修复核电站蒸汽发电

8、机的叶轮变得非常方便.2金属材料热处理技术的展望热处理技术是金属材料改性的孵化器,它可以使产品的内在品质更加完美.金属材料只有通过热处理才能真正显示其无比的威力.随着金属材料与热处理技术的发展