金屬材料的真空熱處理研究獲獎科研報告

金屬材料的真空熱處理研究獲獎科研報告摘

要：在當今社會，人們對生活質量的要求越來越高，對衣食住行的需求也是與日俱增，而在滿足衣食住行的同時還要考慮到其他方面的問題如環(huán)保、節(jié)能等，因此對于能源的節(jié)約和環(huán)境保護就成為了我們的首要目標。金屬材料由于其優(yōu)良的性能和較高的使用價值，已經被廣泛應用于各個領域。本文圍繞“金屬材料的真空熱處理”進行研究。

關鍵詞：金屬材料;真空熱處理;研究

引言

由于傳統(tǒng)的熱處理工藝存在著許多缺點，比如：操作過程復雜，成本高等，這就導致了其不能大規(guī)模的應用于實際生產中。而真空加熱技術可以很好的克服上述這些缺陷，并且還具有很大的實用性。下文主要研究金屬材料的真空熱處理，并將真空沸石進行改進，從而實現(xiàn)金屬材料的真空熱處理。

一、真空熱處理基礎理論

熱處理是指在一定的溫度下，將固體物質在常溫（常溫）和高溫（常壓或低溫）環(huán)境中的化學成分轉化為液態(tài)的過程或化學反應的一門學科。在工業(yè)生產中，由于其工藝流程復雜，操作條件苛刻，且對設備要求高，所以熱處理技術的應用受到了很大的限制和制約。真空熱處理是指在負壓下，通過加熱、加壓使固態(tài)物料轉變?yōu)槿廴趹B(tài)，從而得到我們所需要的產品及材料的一種方法。真空熱解的基本原理就是利用真空系統(tǒng)的負壓力使物體發(fā)生形變，當被加工的樣品達到所需的尺寸時，就可以進行傳質。

二、真空熱處理的研究現(xiàn)狀與問題

真空熱處理是在真空條件下，利用加熱介質（如水、油等）將材料表面的原子或分子帶點的部分原子（如碳、氧等）與基體金屬離子發(fā)生反應，從而使它們形成的結合態(tài)的過程稱為熱解。它可以通過改變金屬的熔點來控制其內部的結構和功能。

目前，國內外使用較多的是熱處理爐進行金屬材料的真空熱處理，而爐的溫度和壓力是影響真空度的重要因素，在一定范圍內，爐內的高溫環(huán)境對其真空性能的要求非常高，所以需要對其真空特性的研究來確定其最佳的工作條件。

三、真空熱處理措施

在真空熱處理的過程中，要想使材料的性能得到提高，就需要對其進行一定的加熱和冷卻。在這個過程中，材料必須要有一個很好的純水，這也是為了讓它的溫度降低，但是如果沒有純水，就會造成材料的浪費或者是產生有毒的物質等。所以可以采用真空蒸鍍的方式來對其進行強化，這樣既能使材料的各項指標達到最高，又能節(jié)約成本。

（一）精密計算真空熱處理實驗方案

由于真空熱處理的材料具有高的耐蝕性和耐候性，所以真空熱處理的過程中，會產生大量的有毒氣體，對環(huán)境和人體健康造成嚴重危害，因此必須對其進行嚴格的控制和管理，計算、選擇最佳真空熱處理實驗方案。

例如，工作人員可以將制備好的金屬材料樣品放入恒溫水浴鍋中，設置溫度為50℃，設定時間為24h，將真空時的環(huán)境放置于37℃的恒溫水浴鍋中，在真空熱處理后，觀察其表面溫度變化，并記錄數(shù)據(jù)。然后取上述兩個實驗方案的平均值作為標準值，帶入公式求得最優(yōu)的真空熱處理方案的值與所得到的數(shù)值相對應的誤差率，從而求出該優(yōu)化的真空熱處理的最終效果。

（二）嚴格控制實驗條件

在熱處理的過程中，由于外界溫度的變化（如酸堿、氧化劑等），會產生一些新的官能團，這些官能團的存在會對材料的性能造成一定的影響。所以，控制好實驗條件是必不可少的措施。

首先，在加熱的同時，實驗人員要盡量避免高溫對材料的損害作用，利用其他隔熱材料保護好實驗材料，防止因高溫而破壞原有的晶粒，降低了晶粒的質量和硬度。第二，實驗人員應該選擇具有強耐腐蝕性的材料進行實驗，提高耐腐蝕性，可以減少因外力引起的應力而導致的形變。第三，在進行耐蝕性試驗時，要選擇合適的時間來完成。第四，如果沒有做好充分的準備工作，就容易被氧化，失去活性。所以，實驗者需要提前做實驗，以確定出最佳的工藝條件，然后再根據(jù)實際的生產情況來決定是否使用此方法。一般有三種：（1）浸泡法;（2）浸漬法;最后一種是化學沉淀法。這些方法各有優(yōu)缺點，應根據(jù)具體的環(huán)境而定。

（三）嚴格控制加熱過程

由于實驗中使用的真空熱處理的物質是金屬材料，而金屬材料的性質對其的性能影響很大。像導熱性、耐腐蝕性、耐磨性等。在真空熱處理的過程中，實驗人員會發(fā)現(xiàn)很多的問題，當樣品的表面有裂紋時，很容易就會造成實驗的失敗;當樣品的內部有孔隙時，由于孔隙的存在導致的實驗現(xiàn)象也是很常見的;另外，在進行真空時，如果樣品的內部分子的尺寸和形狀都比較小，那么就很難達到理想的真空效果。所以，實驗者必須嚴格控制加熱過程。

首先，在真空熱處理的過程中，實驗人員要盡量減少熱源的使用量，因為在真空熱處理的時候可能會造成材料的損耗和環(huán)境的污染。第二，在進行真空處理時，要嚴格控制溫度的變化范圍，避免由于高溫而導致材料發(fā)生腐蝕或者是性能的下降。第三，一定要保證加熱的均勻性，這樣才能讓材料的耐用性得到提高，讓其可以更好的應用到生活中。第四，如果想達到理想的效果，就必須要求真空的操作簡單，并且能夠有效的對其進行保護，所以需要對真空的操作程序以及相關的注意事項做進一步的優(yōu)化和改進，定期參加實驗培訓，進行實驗總結。同時還要考慮到不同的樣品之間的相容性，嚴格遵守實驗規(guī)則，將相容與不相容的樣品分開存放，防止出現(xiàn)實驗的不穩(wěn)定現(xiàn)象。

結語