摘要：利用金属材料热处理理论基础，根据不同矿石成分进行金属液相线计算，实现冶金控制温度的优化；控制金属材料自由能变化，改善冶金凝固顺序，优化冶金控制过程，完成了基于金属材料热处理的冶金技术控制性能研究，实验数据表明，提出的冶金技术控制有效性较常规冶金技术提高13.34%，适合不同冶金企业的冶金技术控制。
关键词：金属材料；热处理；冶金控制；冶金性能
引言
常规冶金技术控制方法采用多个指标不同评价体系进行对冶金技术的控制，技术控制灵活，适用于小型冶金企业的技术控制，但由于不同体系执行不同标准，不同标准间评价指标不同，当常规冶金技术控制应用于大型冶金企业时，存在冶金技术控制有效性较低的不足，不适合大型冶金企业的冶金技术控制。为此提出了基于金属材料热处理的冶金技术控制性能研究。利用金属材料热处理理论基础，根据不同矿石成分进行金属液相线计算，实现冶金控制温度的优化，控制金属材料自由能变化，改善冶金凝固顺序，优化冶金控制过程，完成了基于金属材料热处理的冶金技术控制性能研究，实验数据表明，提出的冶金技术具有较高的控制有效性。
1基于金属材料热处理优化冶金控制温度
冶金控制温度是影响冶金技术控制性能的核心参数之一，将直接影响冶金技术控制有效性。为了改善常规冶金技术控制方法的限制性，引入金属材料热处理技术手段，进行冶金控制温度的优化。冶金过程是金属矿石通过高温冶炼的金属的过程。又因为金属为晶体材料，存在固定的熔点以及相变过程[2]。基于金属材料的热处理手段，能够合理的控制熔炼温度。其金属材料的热处理过程，是材料的相变过程，为合理的控制冶金温度，首先确定冶金熔炼温度，其冶金熔炼温度的确定，是根据金属材料热处理相图决定的，需熔炼金属矿石须达到液相线温度，若矿石熔炼温度低于液相线温度，则矿石熔炼缓慢，耗能较大，很难达到高效的熔炼效果，同时若熔炼温度过高，首先造成热能的浪费，其次是造成金属过热，引起金属成形性较差的问题。为此基于金属材料的热处理，确定熔炼液相线温度，根据冶炼矿石不同，其金属的液相线温度有所不同。基于金属材料热处理，依托不同矿石的金属液相线计算，实现冶金控制温度的优化。
2改善冶金凝固顺序优化冶金控制过程
基于金属材料热处理的另一个关键技术，是通过改善冶金凝固顺序，对传统冶金控制过程进行优化。改善冶金凝固顺序，是通过控制金属材料由一种组织，向另一种组织转变过程而实现的。
2.1固溶
固溶，是指将合金加热至第二相能全部或最大限度地溶入固溶体的温度，保持一段时间后，以快于第二相自固溶体中析出的速度冷却，获得过饱和和固溶体的过程。在固溶过程中，过饱和程度会影响时效析出相的数量，同时过饱和的程度与合金成分有关，也与固溶程度有关，提高过饱和程度，能够减少粗大晶体相产生，还能够改善抗断裂性能。
2.2热变形处理
热变形处理主要是人们为了让铝合金达到最佳功能的一种研究方式，其实质就是利用塑性变形和热处理来改变合金的性质，提高其强度、韧性和抗腐蚀能力。
2.3单级时效
单级时效又称为一级时效，时效完成后会析出细小的共格，形成连续链状质点，这时铝合金强度增加，但是对腐蚀性极其敏感，抗腐蚀性较差。单级时效的时间与电导率有曲线关系，并且电导率越高强度就越大。
2.4双级时效
双极时效就是要经过两个时效，第一时效是低温时效，形成大量GP区；第二时效是高温时效，让晶体形成均匀的盘状相。经过双时效处理，合金的强度下降但是抗腐蚀性增强。
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2.5回归再时效
回归再时效又称为RRA处理，包括三个阶段：第一阶段，在较低温环境下进行峰值时效；第二阶段，在较高温中进行短时回归；第三阶段，在较低温下进行再时效。前两步与双极时效类似，都是现处于较低温状态，后处于较高温状态，增加第三阶段，主要是提高合金的强度，并且保持第二阶段的合金抗腐蚀性能。
3金属热处理的应用
3.1切制性能与热处理
金属材料加工的整个工艺流程中，如果切制加工热处理工艺之间能相互沟通，密切配合，对提高产品质量将有限大好处。在会属切酬过程中，由于被加工材科、切削刀具相切削茶件的个同，金属的变形程度也不同，从而产生不同程度的光洁度。预先热处理主要是应用于各类铸、锻、焊工件的毛坯或半成品消除冶金及热加工过程产生的缺陷，并为以后切削加工及热处理准备良好的组织状态。从而保证材料的切削性能、加工精度和减少变形。提高零件的切削性能。
3.2断裂韧性与热处理温度
断裂力学的出发点是，任何材料实际都含有不同数量、不同尺寸的裂纹。断裂韧性实际可以理解为含有裂纹的材料在外力作用下抵抗裂纹护展的性能。提高金属断裂韧性的关键是要减少金属晶体中位错，使金属材料中的位错密度下降，从而提高金属强度。维晶强化是减少金属晶休中位错的种重要方法，其原理是通过细化晶粒使品界所占比例增高而阻碍位错渭移从而提高材料强韧性。而金属组织的细化则主要道过热处理后再结晶获得。当冷变形金属加热到足够浪的温度以后，会在变形最剧烈的区域产生新的等轴品粒来代替原来的变形品粒，这个过程称为再结晶。只有在一定的应力和变形温度的条件下，材料在变形过程中才会积累到足够高的局部位错密度级别，导致发生动态再结出因此，不同温度对金属的再结品效果好坏有明显的关系。
3.3抗应力腐蚀开裂与热处理应力
金属材料在拉伸应力和特定腐蚀环境共同作用下发生的脆性断裂破坏称为应力腐蚀开裂。大部分引起应力腐蚀开裂的应力是由残余拉应力引起的。残余成电力是金属在焊接、冷作等过程中产生的。金属在加热时，以及加热后冷却处理时，改变了材料内部的组织和性能，是零部件的应力逐步分散直至消失。
4实例分析
为了保证本文提出的基于金属材料热处理的冶金技术控制性能研究有效性，进行实验分析，验证其冶金技术控制有效性。实验过程采用仿真实验的形式进行验证，利用常规冶金技术控制方法作为实验对比对象。实验过程中，模拟5种不同生产规模的冶金企业，其产量分别为50t/d、100t/d、200t/d、400t/d、800t/d，代表小型冶金企业、中型冶金企业、大型冶金企业。控制不同冶金企业生产规模作为实验自变量，进行冶金企业控制有效率的验证。传统冶金技术控制有效率在模拟的冶金企业生产规模下，平均有效率为76.60%。提出的基于热处理的冶金技术平均控制有效率为89.94%，提出的冶金技术控制有效率较传统控制有效率提高13.34%，促使冶金技术控制性能得到大幅提升，适合不同冶金企业的冶金技术控制。
5结束语
从石器时代发展到目前的硅时代，新材料的变化就可以反应出人类历史文明的变化。超高强铝合金的研究经过漫长的岁月才得以突破腐蚀性差这个瓶颈，实现现在的高强度、高韧性、耐磨性和抗腐蚀性如此全面综合的性能，并且开始推广使用，这一步一步都是人类文明的进步印记。
参考文献
[1]刘伟洁.基于金属材料热处理的冶金技术控制性能研究[J/OL].世界有色金属,2019(03):10+12[2019-05-04]
[2]周伟,葛鹏,赵永庆,etal.一种新型高强钛合金热处理过程中初生相形态演变和力学性能（英文）[J].稀有金属材料与工程,2017(10):104-108.
论文作者:浦晓勤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：金属材料论文; 时效论文; 技术论文; 金属论文; 温度论文; 性能论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第12期论文;