杨俊 孟先锋 程奋武

摘 要： 本文主要针对金属材料的应用展开分析，并提出了热处理技术的应用策略。

关键词： 金属材料;运用分析;热处理技术

【中图分类号】TB472     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.167

1 金属材料的运用分析

金属材料具有较强的塑性与韧性，整体强度较高且具有优秀的抗热耐寒能力，可以经受焊接、铸造、锻造等工艺进行加工，还有着导热导电性特征，所以在现代工业中具有普遍的应用。

1.1 多孔金属材料的应用

多孔材料是一种新兴的功能性材料，在现代工业迅速发展的背景下多孔金屬材料的发展空间也获得了进一步拓展。多孔材料的强度与抗腐蚀性、耐温性较为优异，而且孔径具有可控性，渗透能力较强，能够用于多种类型材料的加工制作，如催化剂载体、分离膜、过滤器等，同时多孔材料的应用也不会对环境带来影响，在环保、医疗、机械等领域中具有广泛应用。

（1）过滤与分离。多孔金属具有优异的渗透性特征，这也使其成为了过滤器制作中的主要材料。多孔金属可以用于分离媒介，孔道能够有效阻挡固体粒子的通过，并捕捉收集固体粒子，实现气体液体及固体的过滤分离。多孔金属加工而成的过滤器能够促进厌氧细菌的生长，净化高炉煤气、处理污水等

（2）能量的吸收。汽车的防冲挡与宇宙飞船的起落架这些能量吸收结构都是运用多孔材料的能量吸收特性而实现的，针对这一特性，多孔材料还能够用于燃气轮机排气系统的消音结构设计，具有较为显著的消音降噪能力。

（3）流体的分布与控制。对于石油化工及冶金工业来说，通常会应用不锈钢或镍等金属烧结成的多孔流板，用作流体分布板。多孔不锈钢能够发挥火箭鼻链体偏航指示仪外壳冷却液控制的效果，并且多孔金属材料还可以用作自动化系统信号控制延时器的制作[1]。

1.2 纳米金属材料的应用

纳米金属材料指的是在纳米技术作用下而制备的金属材料，材料的结构规格能够精确到纳米级别，而且还具有大量纳米颗粒杂质。在金属材料的生产中，纳米技术的应用能够有效控制组织结构和成分，起到金属功能特性优化以及力学性能改善的效果，其应用领域如下：

（1）铝基纳米复合材料。工业制造领域所应用的铝基纳米复合材料强度能够达到116GPa左右，结构表现为纳米尺度，弥散分布在非晶基体中，合金元素有过渡族金属与稀土，过渡族金属包含镍与铁等金属材料，而稀土则包含钇和铈等。

（2）电沉积纳米晶体镍。电沉积薄膜结构多为柱状晶结构，会在脉冲电流的影响作用下破碎。针对镀液成分和pH值及温度的有效控制下，电沉积镍晶粒尺寸可以达到10nm，利用熔质添加并保证晶粒偏析晶界可以令其逐渐稳定下来，这一技术能够在管材涂覆中应用。

（3）WC-Co纳米复合材料。WC-Co是一种纳米结构金属材料，其耐磨性能及硬度较高，而且韧性与硬度也比寻常粗晶材料更大，在切割工具及保护涂层中的应用较为广泛，并且WC-Co纳米核心的化学合成及高能球磨已经开始工业量产[2]。

2 金属材料的热处理技术

2.1 热处理技术的技术种类

金属材料通过热处理技术能够有效加强其金属性能，提高可塑性，但金属材料的内部构成以及化学性质则不会受到影响。传统热处理基本可以划分为基本热处理、化学热处理、表面热处理三种，近年来金属材料和现代工业技术的发展使得越来越多新兴热处理技术也得到了研发和推广。

（1）金属材料热处理新工艺。在科技水平不断发展的背景下，热处理新工艺的发展也十分迅速，其中离子束表面改性工艺的发展与应用较为迅猛。离子束表面改性的主要工艺特征便是不会影响金属材料表面的原有化学成分，而且外形规格也不会受到影响，处理期间并不需要运用化学剂进行催化或支持，所以在处理加工过程汇总也不会产生有毒害气体。环乙烯渗碳工艺之下的处理较为整洁，能够避免晶界氧化等问题，渗层也相对均匀，渗透用量较少，可以规避金属材料形变等问题，而且渗碳温度也能够得到提高，齿根硬度也得到了增强。强烈淬火技术的应用能够进一步规避钢材形变等问题，不会发生材料表面开裂等现象，提高钢材力学性能的同时也有效提高了材料的整体使用寿命。微波渗碳技术可以在热处理过程中提高控制的精确性，而且加热温度也实现了提升，减少了热处理工艺的整体周期。热等静压固溶时效复合处理技术也能缩短金属材料热处理的工艺周期，并且有效控制成产成本，还可以去除铝合金材料的孔隙，提高其力学性能。真空热处理技术是热处理技术与真空技术融合的一种新工艺，部分流程处于真空环境下完成，基本全部工艺都能利用真空处理来解决，在压强低于大气压强的情况下完成热处理，能够提高金属材料的表面光洁性，改善材料的结构性能[3]。

（2）热处理新设备。在金属材料热处理技术发展过程汇总，热处理新设备也在不断更新和“改朝换代”，真空加热高压气淬设备的研发则是热处理技术发展道路上的一个全新里程碑，低压渗碳双室高压气淬炉的开发与推广则进一步提高了热处理工艺的冷却效率，并且保证气淬冷却工艺的均匀性，控制材料形变问题的发生。低压离子渗碳炉有着柔性淬火系统，可以实现低压离子凄冷处理工艺，并且还能够支持马氏体不锈钢高浓度渗碳处理，以及真空环境下的热处理工艺等。在低压渗碳高压气淬工艺生产线中，原本移动不方便的电缆及软管不需要进行移动，而设备的整体运行效率及功能性也实现了改进，设备结构简化的同时运作效益获得了提升。热处理新设备还有环形渗碳淬火和涌泉式淬火槽等[4]。

结束语：金属材料凭借着自身的强度、耐磨性等性能优势在各个国家的多个领域中有着广泛的应用，并且在科学技术稳定发展的时代背景下，金属材料的需求量也在不断提高，其发展空间十分广阔。而热处理技术则是优化金属材料整体性能和应用效益的重要技术工艺，也是决定金属材料应用范围的技术方法，因此还需要进一步加强金属材料及金属热处理技术的研究工作，进一步改进热处理新设备、研发热处理新工艺，利用新工艺和新设备的支持来提高金属材料的应用效能，为我国各个行业及领域的发展提供充足的动力。

参考文献

[1] 林清.关于金属材料的运用和热处理技术分析[J].山东工业技术，2019，288（10）：22+40.

[2] 陈峥.金属材料的运用分析和热处理技术研究[J].冶金管理，2019，363（01）：27+92.