金属热处理在热能动力工程中的应用探析

2020-12-08杨继军

中国金属通报 2020年24期

杨继军

（沈阳飞机工业（集团）有限公司，辽宁沈阳 110034）

现阶段，我国有很多高校开设热能动力工程专业，实现相关专业的合并发展，其中主要涉及能源工程、机械工程和动力工程三大工程领域，在三大工程领域基础上进行细致划分，所涉及的技术、机械内容较多。热能动力工程需要学习机械工程、热能工程和热物理工程的基础理论知识，学习各种能量转换的方式，实现理论和技术的有效结合。由于真空热处理技术的实现环境在真空中，虽然使其应用条件上得到限制，但是与传统热处理技术相比，其能够有效实现处理的无氧化和无渗碳。在应用真空热处理技术的过程中，要求工作人员对工程应用的媒介进行无氧处理，确保真空热身体技术的有效落实。

1 金属热处理在热能工程中的应用必要性

金属热处理工艺与温度变化有着密切联系，主要通过温度的变化对金属材料进行改造，体现其较强的控制能力。在工程实际生产过程中通过温度变化改变金属材料内部的纤维组织，同时可以改变金属工件的化学成分，使得金属工件的性质变得更优良，增加金属工件的使用性能。金属热处理还能够改变金属工件的内在质量，这种质量上的改变肉眼上看不到任何区别，但在使用过程中能够感受到内在质量的变化。现如今，随着金属热处理技术的逐步完善，使其得到广泛应用，成为热能动力工程的重要部分。例如，在热能动力工程中所使用的金属设置主体部分需要通过金属热处理技术使其性能得到优化，汽轮机中的金属扇叶、压缩机中的金属隔膜和锅炉的金属盖等，这些金属工件是热能动力工程的重要部分，需要保证这些金属工件耐高温、耐腐蚀、耐冲击、耐高压等使用性能，为此为了提高金属工件的使用性能需要通过热处理技术实现，使其使用性能得到优化处理，达到使用标准，提高热能动力工程的实际效果。金属材料主要由矿物原料开采后进行提纯处理，从而满足热能动力工程的应用标准，确保车间生产质量达标，但是在实际生产的提纯处理过程中无法全面去除金属矿物中的杂质，未去除的杂质影响金属本身的使用性能，在实际生产过程中使用这种未完全提纯的必然会承担一定风险。所以，金属提纯是金属工件工厂生产过程中必不可缺的环节，为了完全去除金属矿物中的杂质需要使用金属热处理技术，提高金属工件的使用性能。通过金属热处理技术使得金属工件的性能发生变化，不仅能够有效去除杂质，还能够发挥金属内在优良属性。

2 热能动力工程的研究方向

热能动力工程的主要内容分为热能和动力两个部分，实现跨能应用，是机械能科学领域的重要组成部分。现阶段，我国有很多高校开设热能动力工程专业，实现相关专业的合并发展，其中主要涉及能源工程、机械工程和动力工程三大工程领域，在三大工程领域基础上进行细致划分，所涉及的技术、机械内容较多。热能动力工程需要学习机械工程、热能工程和热物理工程的基础理论知识，学习各种能量转换的方式，实现理论和技术的有效结合。随着现阶段我国热能动力工程的不断进步和发展，使得技术层面不断完善，专业课程内容变得多样化，增加力学理论知识，例如，材料力学、工程制图和机械设计。在这种研究背景下使得热能动力工程内容变得更加完善、全面，在技术方面增加理论知识，因此，未来热能动力工程的研究方向主要集中于基本技术的实验层面。可以说，在热能动力工程中仍存在一个缺口，其具有广阔的发展空间，无论是理论基础层面，还是技术拓展层面都有一个突破口，使得工厂实际生产向自动控制方向和技术革新方向发展，热能动力工程已经逐渐成为现代动力工程的基础部分。

3 金属热处理的工艺与技术

3.1 强烈淬火技术

在进行金属材料热处理过程中可以采用强烈淬火技术，这种技术能够保证金属材料在力学性能方面发生变化，促进使用性能的进步，能够保证金属材料长期使用，使金属材料的使用寿命增加，突出金属材料的长期应用效果，在实际生产还能够有效避免出现金属材料破损、畸变等问题，保证金属材料的完整性，因此，将其应用于金属材料热处理过程中能够在稳定金属材料的基础上优化金属材料的使用性能。

3.2 微波渗碳技术

真空微波技术在金属材料热处理的实际生产过程中应用具有较强的可操作性，能够有效提升整个热处理的实际效果，促使金属材料热处理的数据变得更加精确，使得金属材料发挥其优势，这种技术在车间生产过程中具有一定可靠性，因此，在热处理过程中的应用更加广泛。

3.3 热等静压固溶时效处理技术

由于金属材料的种类不同，在热处理车间生产过程中需要针对不同种类的金属材料选择不同的处理技术，保证热处理能够达到效果最优化，体现良好的处理水平。热等静压固溶时效处理技术能够有效应用于铝材中，不仅能够提高使用性能，还能够提高车间生产的实际效率，降低生产成本。另外，热等静压固溶时效处理技术使得金属材料的力学性能得到有效提升，使得金属材料在实际生产过程中强度变得更加可靠。

4 金属热处理技术在热能工程中的应用方法分析

4.1 涂层技术

在热能动力工程实际生产过程中经常出现能源浪费的情况，这种情况的出现主要是由于很多金属工件无法发挥其全部功能，造成能源的大量消耗和浪费。与此同时，还有部分车间的动力装置自身运行效率较低，这些问题直接影响热能动力工程的实际效率。为了保证热能动力工程的进一步革新，提高生产的实际效果和质量，需要从工程实际出发，不断完善工程基础，使其满足金属热处理的实际需求，从而实现金属热处理对工程的促进作用。对于热能动力工程中硬度较大的金属工件可以利用涂层技术使其金属性能得到优化和完善。因此，可以通过离子改变金属工件，促使金属工件的优良性能在其内部充分发挥，促使其能够在热能动力工程中长久使用。在应用涂层技术过程中需要对热处理工作进行全面监控，利用现代化技术和网络技术通过电脑全面监控处理过程。另外，涂层技术在金属热处理过程中可以利用现代化技术对处理强度和工序进行全面监控，避免不必要的处理工序，缩短加工时间，提高工程的实际效率，从一定程度上能够发挥金属热处理的实际效果。

4.2 薄层渗入技术

现阶段，热处理技术处于不断发展和完善的过程中，其技术在不断革新，在技术实践过程中针对热处理的实际应用进行系统化改造，使化学热点融入处理技术中，形成薄层渗入技术。这种技术主要使用化学原理和知识，在金属表层渗透适当的化学元素，根据表层渗透深度对金属工件产生不同程度的影响。这种技术对于渗透深度需要严格把控，明确渗入的实际影响，由于金属材料的类型和属性不同，促使在实际应用这项技术的时候需要具体问题具体分析，金属材料表层渗入化学元素的深度对其处理效果有一定影响，但并不是渗入的化学元素越多，深度越深，其金属的使用性能就会越好，渗入的深度需要根据金属材料类型而定。对于部分金属材料来说渗入程度越深，摄入化学元素越多，对金属材料来说具有一定破坏性，导致金属工件的韧性下降，严重影响产品的整体性能，无法保证热能动力工程的质量，促使实际生产过程中的零件成本大幅度增加。另外，由于薄层渗入技术主要为化学元素的渗入，在金属热处理过程中，如果没有完整有效把控化学元素的渗入程度和深度，那么不仅对造成金属工件的使用性能下降，还可能导致出现热能污染问题，影响环境安全，对整体工程发展有着消极阻碍作用。总的来说，在薄层渗入技术应用于热能动力工程过程中需要加强对渗入程度的把控，保证技术的优化作用。

4.3 真空热处理技术

真空热处理技术是在热处理技术的基础上使处理环境得到改变，形成一种新型的金属热处理技术。真空热处理技术最大的特点在于其所处的环境是一个低于大气压的真空环境，其环境主要分为低真空、高真空、中高真空和中低真空，为此，真空热处理技术也可以说是一种气氛控制。由于真空热处理技术的实现生产环境在真空中，虽然使其应用条件上得到限制，但是与传统热处理技术相比，其能够有效实现处理的无氧化和无渗碳。在应用真空热处理技术的过程中，要求工作人员对工程应用的媒介进行无氧处理，确保真空热身体技术的有效落实。在真空热处理的渗碳环节不存在内在氧化问题，使得渗透材料的温度有效提升，使工厂的生产周期得到有效缩短，同时可以减少污染气体的排放量，实现工程的可持续发展。所以，在应用真空热处理技术的过程中可以有效简化热能动力工程的流程，直接省略排气处理装置，同时也可以直接省略点燃器的设置。总的来说，真空热处理技术在实际生产过程中直接简化加工的零部件，使得工厂生产的实际效率得到有效提升，从一定程度上有效降低工厂的生产成本，提高热能动力工程的整体效益。

4.4 振动时效处理工作

通过振动时效处理工作能够有效消除金属工件受动力后内部所残留的内应力，在振动时效处理技术应用车间生产的过程中能够解决金属工件的动力影响因素，在处理内应力的过程中不会改变金属工原有的尺寸大小，虽然在加工过程中金属工件的温度会升高，但不会出现变形的问题。另外，部分金属工件在车间进行低温加工处理过程中，主要使用热处理炉，这种处理方式所需要的时间较长，在加工过程中需要消耗大量的电能，但是，在应用振动时效技术的时候，能够有效提高工程的处理水平，提高机械化加工程度，促使工厂生产的整体效果得到提升。