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金属材料的一般特性范文1
【关键词】多孔材料；多功能；优化设计
0.引言
随着工业装备和航空航天的迅猛发展，对高性能材料的设计提出了更高的要求，如：轻量化、高刚度、高散热、抗冲击性和多功能化应用等。多孔金属材料因其优良的性能和广泛的应用前景，近年来成为研究的焦点。
多孔金属材料性能与孔结构直接相关，孔隙率与多功能性能相关。改变孔隙率和孔的结构将影响材料的综合性能。因此，可根据不同需求对其结构多学科优化设计。本文将结合多孔材料的性能表征，对轻质多孔材料进行多功能化优化设计。
1.多孔材料多功能特性
多孔金属材料具有独特的多功能特性，包括：
（1）多孔材料的密度远远小于实体材料的密度。不同多孔材料孔结构不同，一般孔隙率都较高。
（2）抗冲击性 多孔金属在承受压应力时产生塑性变形，大量的冲击量被转变为塑性能，以热量形式耗散。
（3）高刚性 蜂窝多孔材料有很好的力学性能，同时其性能有较强方向性。
（4）高散热性多 孔金属是优良的传热介质，可以作为飞行器和超高速列车的散热装置。此外，在高孔隙中流过冷却剂，可达到冷却和承载的目的，在航天结构领域有广泛应用。
（5）吸声效果 与传统材料相比， 多孔泡沫结构吸声效果良好。
综上所述， 多孔材料具有高刚度、高强度、轻量化和高散热性等明显优势。多孔金属既是优良的结构材料，也是性能优异的功能材料，在交通、海洋采油、航空航天、医疗等领域中有着重要意义。多孔材料不仅性能优良，也降低能源消耗和减少环境污染。
2.多孔材料的性能表征
2.1 多孔金属材料静力学性能
在恒定载荷下，对轻质多孔金属材料的静力学性能研究。当这些构件比较复杂时，一般采用数值方法来研究其破坏变形；当宏观结构较为单一简单时，本构理论也较简单，且计算效率高，往往是数值方法中的主要方法。
本章使用ANSYS有限元程序进行有限元分析，由于结构较为复杂，模型使用三维四面体单元。材料杨氏模量为70GPa，屈服应力为150MPa，泊松比为0.3。
建立多孔金属材料有限元模型，有限元分析表明，该材料弹性模量和压缩强度均明显提高，材料弹性模量随孔径比的增加而增大，压缩屈服应力随孔径比的增加先增大后减小。对压缩变形机理进行讨论，变形主要为斜杆的弯曲变形，同时，小杆的弯曲变形机制使表现出不同的塑性流动特性。
研究表明，随着孔径比的增大，材料表现出不同的流动行为。材料塑性变形主要集中在斜杆上，孔洞的四个顶点处几乎没有变形，因此，斜杆的弯曲是泡沫金属压缩时的主要变形机制。提高孔径比，弯曲刚度显著提高，且塑性应变集中在压缩方向的小杆上。当小杆截面积逐渐增大时，结构应力也逐渐提高，直至斜杆发生屈服。
2.2 多孔金属材料动力学性能
在实际应用中，多孔金属可承受动态荷载而产生大范围变形，本文通过选择基体材料、孔隙结构来控制动态变形特征，可使多孔金属成为理想的吸能材料。多孔金属在高变形下的动态性能和破坏机理研究对于其的广泛应用具有重要意义。此外，载荷作用下力学行为的研究也是结构材料的重要前提之一，尤其对抗冲击材料在军事和防恐领域中的应用具有重要意义。
多孔材料在冲击下的变形模型一般采用动量守恒和能量守恒得出动态激励下的变形。多孔金属材料的吸能机理研究已成为当前多孔材料研究的热门方向。金属多孔材料抗冲击分析是建立在静态模型基础上的，未考虑应变效应的影响，很难准确得出整个材料的动态性能。如何进行冲击荷载下的强度和破坏研究，建立相关的本构关系及破坏判据，需要进一步深入研究。
2.3 多孔金属材料热力学性能
孔隙传热是多孔金属多功能特性中最受广泛关注的领域。材料的高热传导系数和对流换热使得多孔金属具有优良的换热性能。
传热性能研究一般集中于常温导热和单相对流传热。根据多孔金属结构的流体动力特性，确定了不同雷诺数作用下的动量方程，得出了惯性力表达式；根据空气冷却对流换热特性，测定了对流传热随微结构参数的变化规律，建立单相对流传热模型；测定真空状态下导热系数随温度的变化规律，进而确定了高温下的热传递规律。随着相对密度的提高，多孔结构的导热系数会随之增大，且导热系数与相对密度基本成线性关系。
3.多目标结构优化设计
传统材料的设计通过调整单一材料设计参数使之能够满足工程实际需求。在大多数情况下，材料的设计无法达到最优化。由于上述局限，力学工作者虽然以材料为研究对象，但只发挥其辅助作用。随着以多孔材料和复合材料的发展，材料的可设计性已有了较大提高，可根据工程需求利用优化技术设计出最优越的材料。
多目标优化问题的主要思路是目标加权求解。对多个目标中，评价各目标权重系数 ，将多目标归一化。从而将多目标优化问题转化为单目标优化问题。
在航空航天领域，许多结构件需要同时满足强度、隔热和轻质的要求。从第3节力学性能研究中我们知道，随着密度的增大，材料屈服强度提高，多孔金属板的隔热性能降低，且孔径比越大，多金属板的隔热性能越好。针对单一目标优化进行的参数选取与其他目标优化的参数选取是相互矛盾的，需要进行多目标优化设计，以选取同时满足强度、隔热和轻质要求的材料参数。
金属板构件参数多目标优化设计中，首先采用最小二乘法对屈服应力和隔热参数进行多项式拟合， 以此表达式作为构件的目标函数，通过建立包含强度、隔热和轻质多目标函数的优化设计模型，采用权重法将多目标优化问题转化为单目标优化问题进行求解。
4.结论与展望
通过建立了多目标优化设计数学模型，求解目标最优的金属孔径比、相对密度。结果表明多孔金属板的综合性能显著优于传统金属板。
多孔金属材料应用前景十分广阔，但目前很多研究还只限于对宏观性能参数的研究，对细观结构研究还较少。
【参考文献】
金属材料的一般特性范文2
[关键词]金属材料；热处理；节能；新技术
中图分类号：TG156 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0010-01
1 金属热处理的实在意义
金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。金属热处理是材料生产中的最重要的工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体化学成分，而是通过改变工件的内部的显微组织，或改变工件的表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能观察到的。金属热处理中的“四把火”指退火、正火、淬火（固溶）和回火（时效）。
退火是指将工件加热到适当温度，根据材料的和工件的尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却，其目的主要是降低材料的硬度，提高塑性，以利于后续加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化。退火根据目的不同分为再结晶退火、去应力退火球化退火、完全退火等。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，有时也用于对一些要求不高的零件的最终热处理。淬火是将工件加热保温后，在水、油或其他无机盐、有机水溶液淬冷介质中快速冷却。淬火后材料为不平衡组织，通常很硬很脆，需要在高于室温的某一温度进行长时间的保温，再进行冷 却，这种工艺叫回火（时效）。
2 成型处理方法的研究
从以上定义可以看出，不论是退火、正火、淬火还是回火，热处理过程中都要对工件进行加热、保温和冷却。所以金属热处理中，加热速度，保温时间和冷却速度成为热处理工艺中最重要的工艺参数。
“四把火”中，淬火和回火（时效）关系最为密切，常常配合使用，二者缺一不可。但在实际生产中，为了节约成本，提高生产效率，对于性能要求低的产品，往往用在线淬火代替淬火炉淬火，用自然时效代替回火。比如在挤压6060、6063等低合金化合金型材时，由于这些合金的淬火敏感性很低，硅、镁在固溶温度以上固溶很快。所以在保证挤压材出料口温度高于固溶温度时，通过风冷淬火也能获得固溶程度较大的过饱和固溶体。
3.热处理和材料成型结合验证
在微观设计活动的语境下，材料、成型、形态三者有着相互作用的关系，不仅仅是选择和被选择或是选择和接受的一般关系。材料和成型――材料是微观设计活动中所涉及到的材料（包括天然材料和人造材料），成型是材料基于其物理和化学特性上的成型 ；成型是材料在物理上和化学上变化后的结果或以化学变化为手段产生的物理上的形态结果。如 ：铝材在铸造的过程中，利用其化学特性使之在特定条件下改变材料特性，又因特定外部条件的作用恢复铸造之前的特性，但此时的物理形态已经发生了较大的变化，达到设计师的设计需求。材料决定成型，也就是说，在材料既定的前提下，成型是材料的特性（物理、化学特性）规定的；超出材料特性（物理、化学特性）的成型方式，在现实的微观设计活动中存在的几率很小，或只能通过材料和材料的复合使用才能达到 ；即使在CAD软体中可以近似模拟，在微观设计活动中可能成本很高失去实用价值或存在本身并不合理。如：一个由塑料制成的箱子和一个由木材制成的箱子，由于他们应用的材料不同，使得在实践加工之后产生的形态结果迥然不同。在为广大受众服务的批量化生产条件下，塑料的箱子以注塑成型的方式制成，材料的物理和化学特性，如上文所介绍的，其转角和过度的部位应呈现r半径转角的形态，以方便液态的塑料在模腔中的均匀流动和分布，减少生产缺陷 ；而换一种加工方式，塑料箱子的形态也可能是清棱清角的形态，但其结果理想程度不如前者。
4 金属热处理在成型技术中的应用
由于材料的特性决定这样的缺陷明显――应力的分布没有注塑成型的形态分布均匀，在粘接处应力集中，容易变形或损坏。并且，从生产的角度考虑，由于粘接成型加工特点的限制，这样的成型方式在大多情况下要由手工完成，很难适应服务广义大众的批量化生产。成型和形态不一定是一一对应的方式，相同的成型方式由于所应用的材料不同而产生不同的加工形态 ；不同材料之间的相似性决定了不同材料，在不同的外部环境下（如温度不同、压力不同、应用于材料中的添加剂不同等），可以应用同一种或是原理相同的成型方式 ；而材料之间的差异性使材料在应用了相同的成型工艺之后产生的形态不尽相同。如 ：金属的铸造和塑料的铸造 ：液态金属在型腔里流动状态不稳定，并伴有一定的化学变化，液态材料冷却后没有充实型腔，在金属材料冷却时产生的一般缺陷是形态内部有孔，通常在外表上看不出来，这是金属的特性决定的 ；但塑料铸造成型的缺陷大多数情况下是塌缩，在外表上比较容易辨别。两种材料在工艺成型上，采用了相似的方式，却产生了不尽相同的形态和外观 ；导致在微观设计活动中，设计师在最终形态上的要求改变。相同的形态可以由不同的成型方式来实现 ；相同的形态在结构上不一定相同，即同样的产品形态可以由不同的结构方式结合而成，不同的材料在实现同一个形态时采用的方式不尽相同。
参考文献
金属材料的一般特性范文3
关键词：耐热金属材料；机械性能；蠕变极限；化学成分
中图分类号： TB31 文献标识码： A
引言
在很多企业中譬如说航空、电力、冶金、化工、石油等，这些行业中材料都是在比较高的温度背景下运行，所以必须利用耐高温的金属原料。在耐高温的金属原料的运行背景下，耐高温的金属原料必须具备以下两个方面的性能，金属原料在高温下具有稳定的化学性和高温强度。必须要仔细研习解析耐高温原料的影响元素，才能根据原因运用适当的方法以便提升耐高温金属原料的机械能力。
一、探讨耐热金属材料机械性能影响原因的意义
如果从耐热金属材料所使用的环境观察，其性能主要包括在两个方面，也就是它的高温强度以及它的化学稳定性能。但是，如果要是针对耐热金属材料，就必须要认真的分析研究它主要的影响因素，再根据具体原因采用相应的解决措施，从而提高金属材料的性能。耐热材料指的是具有蠕变变形小、断裂强度高等特点，同时在正常的使用过程中必须要具有一定的稳定性。然而在使用耐热材料的一些设备时，其设计概念却产生了一定的变化，曾经把坚决不破坏的设计思想是作为一个安全寿命进行设计的，从思想上主要是以安全设计以及允许损伤设计进行转变的。所谓运行安全设计指的是当局部材料出现破损时，其余下的部分仍然可以承受起破损部位的应力，而不会导致全部的零件出现破损情况，而设计允许损伤时主要是通过假设情况下出现裂纹，而当裂纹在扩展期间内的设备则仍然可以继续使用，对此，基于这种思想变化，对于开发者在设计考虑方法时就必须要做相应的转变，也就是要从一种材料的耐高温度以及对它蠕变的强度极限选择材料，找对方向。
二、耐热金属材料的性能特点
一般耐热的金属材料通常是与能源相关的条件下相互作用的，主要可以分成两种，（1）在静止状态下所应用的部件，例如有喷钼、材料电池电解质、透平叶片、人造卫星使用的热防护板等，但是如果根据卡诺循环基理观察，如果是有关能源的使用材料其温度越高，它的使用效率也会越高，当应用棱聚变能的状态时，如果所使用的温度过高时，其要求也会越高。（2）有动作机械部件，也就是透平喷气发动机可以对其使用离心力的部件。它的具体要求就是必须要具有蠕变性能以及抗氧化的性能。此外，如果要更好的使用自然能源，在各方面的要求上也会更为严格，如果要使用复合材料，也就是这种耐热结构的材料。通常情况下，如果金属材料在一定的室温下，其变形以及塑性主要是根据位错运动实现的，一般晶界的强调会很高，所以当位错运动时它就会具有很大阻力，因此，在室温下的晶粒出现越细时，而它的强度则会越高。如果在高温强度下，它会随温度的变化，越来越高，而晶界则会出现明显的下降趋势，对此，材料的强度也会逐渐的下降。如果晶内的强度再和晶界强度出现等同时，其金属材料在强度方面则会由晶界的强度进行决定了，而这时的温度也就称作为等强温度。
三、焊条对金属机械性能的影响原因
因为耐高温金属原料要长久的在高温度下作业，要保证金属原料有效的抗高温能力，就需要往金属原料中加入一些成分。如焊接材料与原材料的化学元素有较大差别，若金属工具在高温度下作业，就会造成金属连接地方因为一些成分的蔓延情况致使金属连接的机械功能降低，譬如说碳成分在连接线周围的蔓延。所以，在因金属工具的连接才选用链接原料时，需要保证材料的焊接功能和其母材料是一样的。所以为了确保耐高温金属原料的机械能力，焊接金属的化学元素必须要与母材料一样。此外，在焊条当中焊接工艺与一些元素的含量都会直接影响到焊接后的性能问题。但是，如果是对所需焊接的材料来讲，则必须要加强提高焊缝材料应具有的抗热裂性能，也应控制好其碳的标准含量，通常对焊缝的要求是其碳的含量必须要小于母材碳的含量。
四、建模分析蠕变极限的影响原因
（一）、蠕变极限影响原理
金属原料的强热性对于耐高温的金属原料来讲有着重要的作用。耐高温金属原料在高温度下它的每个配件机械能力，例如金属原料的顺从强度、疲劳强度、硬度等都要比在室温下有明显的下降。对于耐高温金属原料的强热性最重要起关键作用的就是它的蠕变能力。蠕变极限就是耐热金属材料在高温极限下，引起金属材料出现一定变形速度的应力。把试样加热到一定温度，同时加载一定荷载，长时间后就可以得到蠕变伸长率-时间曲线，如图1所示；通过对不同温度以及不同应力试样，从而得到多条蠕变曲线。
图1典型蠕变曲线
当温度随着不断升高时，其金属出现断裂的方法主要是通过穿晶断裂再转为晶间断裂，如果晶界越多，而产生断裂的可能性则会越大，其强度则会很低。当温度随着不断升高时，它的失效形式以及变形行为再同室温作比较时则会具有一定的区别，其表现特征就在于它的蠕变现象、持久强度以及应力的松驰度等方面，通过以上几个方面则是影响金属材料的重要因素。
（二）、304不绣钢高温蠕变特性数值模拟
304（0Crl8Ni9)不锈钢是一种通用性的不锈钢材料,防锈性能比200系列的不锈钢要强。耐高温特性同样比较好,可达1000-1200°C。304不锈钢具有较好的抗晶间腐蚀性能和优异的不锈耐腐蚀性能。由实验可知:在浓度￡65%且已沸腾的硝酸中,304不锈钢的抗腐蚀性能很强。另外,对碱溶液及大多数酸也具有良好的耐腐蚀能力。蠕变微观机制研究表明,304不绣钢的蠕变第一、第二阶段属于位错攀移,而第三阶段则由于交替滑移使得界面上产生了空洞或微裂纹,这是造成蠕变断裂的直接原因。
（三）、模型建立
304不锈钢钢管的规格为Φ57mmX3mm。取钢管横截面1/4为计算模型。温度分别为450°C、600°C,试验时间为10000h,规定应变为1%的总变形量。选用PLANEM3(8节点)单元进行数值模拟。模型及网格划分见图2。
图2计算模型
（四）、加载及求解
对建立的有限元数值模型进行加载:如下图4-7所示,载荷主要包括:温度、边界条件及压力等。位移的边界条件为:限制当坐标x=0时,边界面在X轴上的位移,即UX=0;限制当坐标y=0时,边界面在Y轴上的位移,即UY=0;载荷的边界条件为:钢管受恒定的内压载荷作用,因此在模型内壁分别施加恒定的压力:4。85MPa、3。78MPa。温度的初始条件为:设置工作温度分别为450°C、600°C。
（五）、ANSYS模拟结果及分析
图3 450°C、4。85MPa,VonMises等效蠕变应力
金属材料的一般特性范文4
关键词：墙面装饰；材料；应用
室内装饰材料作为室内设计的实现因素，起到了至关重要的作用。它包含了建筑内部的墙面、顶棚、柱面、地面等材料。我们都知道，人的视平线在165cm左右，所以墙面的装饰材料在表现室内效果，突出室内风格方面，起到了承上启下的作用，同时还兼有绝热、防潮、防火、吸声、隔音等多种功能，起着保护建筑物主体结构、延长期使用寿命以及满足某些特殊要求的作用，所以墙面装饰材料越来越受关注。墙面装饰材料大致可以分为：涂料类、壁纸墙布类、人造装饰板类、石材类、陶瓷类、玻璃类和金属类等。
一 涂料类
涂料类与其它饰面材料相比，具有重量轻、色彩鲜明、附着力强、施工简便、质感丰富以及耐水、耐污、耐老化等许多优点。可用于装饰一般饿住宅、商店、学校、库房办公楼等内外墙装饰。其主要功能有装饰作用美化建筑物。建筑涂料涂敷与建筑物表面形成连续的薄膜，厚度适中，有一定厚度和韧性，使其具有耐磨、耐候、耐老化侵蚀以及抗污染等功能。可以提高建筑物的使用寿命。建筑涂料能提高室内亮度，还可以起到标志作用和调节室内色彩的作用。
二 壁纸墙布类
墙面装饰织物是目前我国使用最为广泛的墙面装饰材料。墙面装饰以多变的图案、丰富的色泽、仿制传统材料的外观、以独特的柔软质地产生的特殊效果柔化空间美化环境深受用户的喜爱。这些壁纸和墙布的基层材料有全塑料的、布基的、石棉纤维基层的和玻璃纤维基层的等等其功能为吸声、隔热、防菌、放火、防霉、耐水良好的装饰效果。在宾馆、住宅、办公楼、舞厅、影剧院等有装饰要求的室内墙面、顶棚应用较为普遍。
塑料壁纸施工要点：1墙面平整、干净无污垢及剥落。2墙面如有裂缝、空隙、凹凸等缺陷应涂刷腻子抹平。3黏结剂用聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯乳胶、粉末壁纸胶等。装饰壁纸除上述塑料壁纸外还有预涂胶塑料壁纸无底层塑料壁纸可剥离壁纸分层墙纸等。
三 人造装饰板类
木材轻质、易与加工，有较高的弹性和韧性热容量大装饰性好。在室内装饰方面木材美丽的天然花纹给人以淳朴、亲切的质感，表现出朴实无华的传统自然美，从而获得独特的装饰效果。但木材也有缺陷，如内部结构不均匀，导致各向异性易随周围湿度变化而改变含水量，引起膨胀或收缩易腐蚀及虫蛀易燃烧天然瑕疵较多等。
科学技术的飞速发展，促进了建筑装潢材料科学的进步。目前新型建筑饰面材料种类繁多日新月异，但由于木材具有其独特的优良特性，木质饰面给人以一种独特的优美感觉。这是其它材料无法与其相比的，因此木材在建筑装饰领域中始终保持着重要地位。
主要是由于木材具有以下的特性：1轻质，这是木材最显著、最重要的特性。一般情况下木材的表观密度为550kg/m3，但其顺纹抗压强度和抗弯强度均在100Mpa左右，因此木材的比强度很高，属于轻质高强材料，具有很高的使用价值。2木材独特的结构。
四 石材类
建筑石材是指具有可锯切抛光等加工性，能在建筑物上用于建筑装饰的部分产品。包括天然石材和人造石材两类。天然装饰石材指天然大理石和天然花岗岩。天然石材是从天然岩体中开采出来年并加工成块状或板状材料的总称。
天然石材的主要优点如下：1蕴藏丰富分布很广便于就地取材。2石材结构致密抗压强度高。3耐水性、耐磨性、耐久性好。4装饰性好石材具有纹理自然、质感厚重、庄严雄伟的艺术效果。天然石材的主要缺点是质地坚硬、加工困难自重大、开采运输不方便个别石材可能含有放射性需要进行必要的检测。天然石瓷主要用于宾馆、饭店、酒楼、展厅、博物馆、办公楼、会议室、大厦等高级建筑的室内墙壁。
五 陶瓷类
建筑陶瓷是指建筑物室内外装饰用较高级的烧土制品。釉面砖是陶瓷建筑材料中较为常用的一种过去习惯称为“瓷砖”。釉面砖具有很多优良性能它色泽柔和典雅热稳定性能好防火强度高抗冻、防潮、耐酸碱绝缘、抗急冷急热并且易于清洗。主要用于厨房、浴室、卫生间、实验室、精密仪器车间等室内墙面。也可以用来砌筑水池卫生设施等。若经专门设计、彩绘、烧制而成的面砖可以镶拼成各式壁纸，具有独特的装饰效果。其装饰既清洁卫生又美观耐用并兼有绝热隔声的功能。
六 玻璃类
建筑玻璃的装饰性能很丰富，玻璃的装饰特性可划分成：玻璃的透光性、玻璃的透明性、玻璃的半透明性、玻璃的折射性、玻璃的反射性、玻璃的多色性、玻璃的光亮性、玻璃表面图案的多样性、玻璃形状多样性、玻璃安装结构的多样性。不仅如此玻璃的装饰性能是活性的、是动态的、是充满着生命活力的。它与日光辉映可使建筑物色彩斑斓、光彩照人。
七 金属类
金属材料用作建筑装饰材料具有轻盈、高雅、光彩夺目且具有强度等优点。金属材料的最大特点是色泽效果突出。铝、不锈钢、较具时代感钢材较华丽、优雅其中古铜色钢材较古典而铁则古朴厚重。金属材料还具有韧大、耐久性好、保养维护容易等特点。但金属材料造价高、硬度大、施工有一定难度。所以使用金属材料是一定要了解所用材料的规格尺寸尽量减少接缝、接点和接头以免影响外观效果。同时还要了解建筑装饰用金属材料的形态及表面处理方式。从未来建筑业的发展趋势上看应尽量减少材料的使用质量缩短施工工期构件生产标准化同时有利于再生循环利用在这些方面金属材料均优于混凝土材料。金属材料在建筑装饰过程中从使用性质与要求上可以分为两种情况：一为结构承重材料另一为饰面材料。结构承重材料较为厚重起支撑和固定作用。而饰面材料一般较薄且易于加工处理但表面精度要求较高。
综上所述，墙面装饰材料的重要性与必要性，我们要秉承绿色、环保、人性化的设计理念，将墙面装饰材料利用的更加合理。
金属材料的一般特性范文5
关键词：金属材料；热处理；现状；发展
在机械制造行业不断发展的条件下，我国环境问题越来越严重，能源消耗速度大幅度提升，这对我国社会发展等方面都有很大的影响。而金属材料热处理能够有效缓解环境污染和能源物质消耗速率过大等问题，有效实现机械制造行业可持续发展的目的。
1金属材料的应用金属材料
根据用途以及自身性能可分为多种类型。大多数金属材料具有较强的硬度以及优良的可塑性，同时在耐高压、耐冷热、可导性、可塑造和锻造等方面都具有其他材料不可比拟的优势。金属材料是国家的重要物资，是机械工业发展的基础。以下以多孔金属材料和纳米金属材料的应用来做简单分析。
1.1多孔金属材料
在目前所有金属材料的应用中，多孔金属材料的使用占有金属材料主要市场，同时它也是在众多金属材料中发展最快的一种，由于多孔金属材料自身的多功能性，使得它能够较容易的进行孔径大小的调节而形成良好的“承受力度”，尤其在耐腐蚀、耐高温以及耐高压方面表现的尤为优异。因此，多孔金属材料被大量生产于防燃防爆、高性能的过滤器以及各种液体试液容器中，应用于现代医疗、能源、原子能等方面。
1.2纳米金属材料
纳米金属材料是由纳米技术所支持，制造出具有纳米和金属性能的材料，可以说纳米金属材料的产生是对金属材料性能进行了一次“革命”，纳米技术融入金属材料中，从而大幅度提高了金属材料的综合力学性能以及理化性能。从性能的提升方面看，纳米金属材料具有更高的强度以及耐磨性，纳米技术改变金属材料的内在构造和组织，以至于纳米金属材料的摩擦力几乎为零，大大减少了材料在使用过程中的损耗。另外纳米技术材料由于表面及其的“光滑”，使大多数的接触物不能附着在上面。纳米金属材料所具有的这些优良的特性，已被广泛的应用于精密产品的生产中，尤其是航空、医疗、机械等方面的需求。
2我国金属材料热处理技术的现状
众所周知，金属材料热处理的根本作用在于改善金属材料自身属性和结构状态，使得金属材料符合机械制造行业全部需求。一般来说，在实施金属材料热处理技术时，还需要在其中添加一些特殊材料，确保金属材料稳定性、刚性等性能指数有所提升。对于金属材料热处理技术来说，不仅仅包括对金属材料进行加热处理，还包括保温和冷却处理两个方面，因此，在实施金属材料热处理时，需要对金属材料原有性能综合分析，并按照机械制造行业要求制定金属材料热处理方案，降低金属材料在热处理工程中出现问题的可能。就目前来看，我国机械制造行业在实施金属热处理技术时，还存在一些不完善的地方，这对金属材料热处理效果和材料自身性能等方面都有难以磨灭的影响，以下笔者将针对于金属材料热处理过程中存在的问题进行详细的论述。
2.1能源消耗大，能源利用率低
相关数据表明，在社会不断发展的过程中，国有金属材料热处理企业的数量呈现秩序上涨的趋势，迄今为止，我国现存金属材料热处理企业已经达到2万多家。这一数据表明在金属材料热处理企业同时运行过程中，势必造成资源消耗速度提升，对国有资源储量等方面有着不可忽视的影响。加上金属材料属于有限资源的一种，在金属材料不断消耗的条件下，势必造成金属材料供不应求现象，对各个企业发展也有很大的影响。理论上来说，我国机械制造行业发展与发达国家相比还存在一定差距，而且我国各个行业对资源利用率的重视程度不高，诸多因素导致各个行业在实施金属材料热处理过程中消耗大量能源物质，对生态环境和企业整体效益等方面都有非常严重的影响。
2.2设备落后，技术水平较低
在进行金属材料热处理时，按照金属材料原有性能选取适当的设备至关重要，这样能够避免金属材料在热处理过程中出现问题，对提升金属材料热处理效率也起到不可忽视的作用。由于金属材料热处理设备昂贵，很多企业在实施金属材料热处理过程中仅仅采用较为陈旧的设备，而且相应工作人员对金属材料热处理技术的了解程度不足，实施设备操作技术水平低下，种种因素都会影响金属材料热处理效果。由于大多数金属材料热处理企业的规模较小，在实施金属材料热处理过程中，受到企业规模和企业资金持有量的限制，导致金属材料热处理技术不能发挥自身最大的作用，对我国机械制造行业发展产生阻碍。另外，利用落后的设备进行金属材料热处理，还会加大环境污染力度，造成金属能源物质大规模消耗，不符合金属可持续发展战略要求。
2.3专业技术人员匮乏
对于金属材料热处理来说，这一技术手段本身涵盖多个环节，因此，在实施金属材料热处理之前，需要相关工作人员对金属材料内部分子结构和金属材料物理形态等方面有一个全面的了解，严格控制金属材料热处理过程中出现问题的可能。除此之外，相关人员在实施金属材料热处理技术之前，需要对相关人员进行综合培训，培训目的在于提升相关人员专业技术水平，确保金属材料热处理技术效果能够充分发挥出来。但是大多数企业为了减少员工培训支出。没有按照相关规定对工作人员进行培训，导致相关工作人员技术水平低下，甚至有部分小型企业缺乏金属材料热处理专业技术人员，影响金属材料热处理技术效果。就目前来看，机械制造行业相关人员专业技术水平较低，老员工数量较多，这些工作人员对新型设备的了解严重不足，在实施金属材料热处理技术时出现问题的可能性大大提升。而且，新老技术人员之间的沟通力度不强，一旦金属材料热处理技术在实施过程中出现问题，由于技术人员之间的沟通力度不足，会导致金属材料热处理技术问题无限扩大，影响该项技术手段实施效果。针对于这一点，在机械制造行业不断发展的过程中，必须引进专业技术人才，实现企业改革创新的目的，确保金属材料热处理技术在机械制造行业中发挥自身最大的作用。
3金属材料热处理技术的发展
传统的金属材料热处理技术在本质上还存在一些问题，这些问题对金属材料热处理技术效果和技术处理的顺利性等方面都有很大的影响，基于此，在实施金属材料热处理技术时，需要按照机械制造行业要求引入金属材料热处理新技术和新型处理设备，降低金属材料热处理过程中出现问题的可能，借以促使金属材料热处理技术得到更好的发展。
3.1金属材料热处理新工艺
在社会和科学技术不断发展的今天，传统金属材料热处理技术有很大的创新，金属材料热处理新工艺逐渐取代传统金属材料热处理技术，在我国机械制造行业中占据举足轻重的地位。而且引用新型金属材料热处理技术，能够改善金属材料固有性能的同时，使得金属材料隐藏性能显现出来，确保金属材料在机械制造行业中有更加广泛的应用。大多数机械制造企业在实施金属材料热处理技术时，要求保留金属材料化学成分，在这个过程中需要应用到离子束表面改性技术，其根本原因在于这项技术手段能够在实现金属材料热处理的过程中，保留材料固有性质，降低金属材料损耗度。对金属材料表面进行离子束改造，使得金属材料表面性能得以改善，借以满足机械制造行业的全部需求。除了离子束表面改性技术，金属材料热处理新工艺还包括化学热处理薄层渗透技术、激光热处理技术和真空热处理技术这三种，这三种技术能够在一定条件下实现金属材料整体性能提升的目的，降低机械制造过程中金属材料出现形变现象的可能。为提升相关工作人员对这三项金属材料热处理新工艺的了解程度，以下笔者将对这三项新型技术手段进行详细的论述。
3.1.1化学热处理薄层渗透技术
在对化学热处理薄层渗透技术深入研究中，明确这一技术手段能够在根本的角度上保证金属材料整体性能。对于传统金属材料热处理技术来说，在实施金属材料热处理时所添加的化学元素，会导致金属材料本身性能受到影响。而化学热处理薄层渗透技术的出现，能够从一定程度上降低化学元素对金属材料造成对的影响，确保金属材料在机械制造加工过程中有广泛的应用。而且化学热处理薄层渗透技术，还能够在一定程度上减少金属材料热处理过程中产生对的化学污染，进一步实现金属材料热处理节能减排效果，对于推动机械制造行业可持续发展也起到不可忽视的作用。
3.1.2激光热处理技术
激光热处理技术顾名思义就是利用激光手段实施金属材料热处理，这种技术手段只能改对金属材料表面性质进行改善处理。也就是说采取激光热处理技术，能够在一定程度上避免金属材料整体性能发生改变，实现保障金属材料自身性能的目的。另外，在实施激光热处理技术的同时，金属材料表面性质发生很大的改变，使得金属材料的硬度、强度和其他物理性质得以优化，在一定程度上弥补传统金属热处理技术上的不足。将激光热处理技术与计算机技术进行有效结合，能够在保证金属材料热处理效果的同时，实现金属材料热处理技术向着自动化方向转变的目的，减少金属材料热处理过程中人力和时间的投入量。
3.1.3真空热处理技术金属氧化现象
作为金属热处理工艺中常见问题，这种现象对金属材料自身性质和加工稳定性等方面都有很大的影响。为降低金属材料在热处理加工时出现金属氧化现象的可能，应在真空条件下进行金属材料热处理工艺，这样不仅仅能够避免金属材料氧化，还能够实现节约金属资源的目的。对于真空热处理技术来说，具体做法在于对金属材料热处理环境进行空气抽取，并在这个过程中添加适当的惰性气体，从根本的角度上降低金属材料热处理过程中出现金属氧化现象的可能。
3.2金属材料热处理新设备为保证新型工艺手段
在金属材料热处理中发挥自身最大的作用，引入适当的新型设备至关重要。在实施金属材料热处理新工艺时，需要对新型设备结构和设备所处环境等因素综合分析，确保新型设备具备真空和耐高温高压的特性，借以满足金属材料热处理新工艺的全部需求。另外，不同金属材料热处理设备所表现的形式和热处理效果不尽相同，因此在实施金属材料热处理技术之前，应按照机械加工行业要求选取适当的金属材料热处理新设备，降低金属材料热处理过程出现问题的可能。目前热处理设备的使用来看，低压离子渗碳炉能够进行离子碳氮的渗透、冷却、淬炼等；低压渗碳双室高压气淬炉能够快速的进行产品冷却以及准确的淬炼；密封渗碳高压气淬炉、涌泉式淬火槽等都是金属材料热处理的常用设备，这些设备都有各自的特点，能够针对某一金属特性进行加工生产。
3.3热处理的新型辅助材料
金属材料的一般特性范文6
1、铸铁锅珐琅锅锅具采用世界上最好的铸铁材料，这种材料具有热胀冷缩幅度小、传热迅速、长效保温、坚固耐用等明显于其他金属材料的优势。
2、而天然铸铁材料的一大特性，就是比一般金属材料要来的重，这也是优质铸铁锅具的标志之一。因此煎炒搅拌时，重心稍沉的铸铁锅具不会随着锅铲而移动，稳定性能也更强，更安全，而铸铁也能产生只有铁锅才有的“锅气”。
3、铸造锅具时将其将烧热至1400℃的液态铸铁料，注入模具中进行铸造。而模具是由砂子制作而成，有内外两层，液态铸铁冷却后，再把模具敲碎，最后取出成型的锅身。每件模具都只能使用一次，因而每件产品都独一无二。
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