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探究金属热处理在热能动力工程中的应用

 
来源:金属热处理 栏目:期刊导读 时间:2021-07-09
 

金属在经过热处理锻造后可以作为许多元件的制造的基础,使用范围较为广泛,而热处理技术在热能动力工程中应用普遍,同时也是热能动力工程中的基础。对金属进行热处理主要通过改变温度从而改变金属内部的组织形态,达到控制其性能的目的,同时也可以改变金属表面的化学成分,添加其他元素所赋予金属更加优良的使用性能,有效改善金属工件的内在质量。

1 金属热处理在热能动力工程中的应用的意义

金属矿物质在开采过程中存在着大量的杂质,这些杂质会对金属性能产生一定影响,如果使用未经提纯的金属矿物,那在实际生产过程中会承担起大量的安全的风险,因此金属热处理提纯已经成为了金属冶炼中的基础环节,而热能动力工程作为工业体系的基本操作单元,通过热处理技术可以有效的去除杂质,提高金属纯度,保证金属性质的稳定性和可模拟性。金属热处理作为动力工程的基础,对于金属加工行业发展至关重要。离心泵,叶轮轮,汽轮机叶轮,空压机的隔膜等都是金属材料在热能动力工程中的主要应用,经过热能动力工程处理后的金属材料具有耐腐蚀、耐酸碱、耐冲击、耐高压等一系列特点,实现性能的全面优化,达到日常的使用标准。

金属热处理是材料生产中的基础性环节,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变金属工件的形状和内部化学成分。一般金属热处理要经过退火,正火,淬火和回火四种工艺。退火是指将工件加热到适当温度,并根据材料的用途以及尺寸采取不同的保温时间,最后进行缓慢冷却,在此过程中可以降低材料的硬度,提高其塑性,便于后续的加工处理,减少金属内部的应力,保证成分均匀化退火,根据目的不同可分为结晶退火、去应力退火、完全退火。因此管理人员需要根据材料的性能合理选择退火方式,以实现优化材料的性能的目的。淬火是工件加工后,在水、油或其它有机溶剂中快速冷却,淬火材料一般为不平衡组分,其硬度较大,需要进行一段时间的保温处理,再进行冷却,这种工艺称为淬火。

2 金属热处理在热能动力工程中的应用中存在的问题

2.1 金属精细化管理存在难度

我国热能动力工程生产体系形成较晚,金属材料的精加工成为了阻碍我国工业发展的一个瓶颈。热处理技术要点较多,技术手段复杂,金属材料精细化管理更是热处理中的一个难点,主要问题在于缺少数据,生产参数复杂,金属材料的热处理质量不稳定,其表面易受到磨损,需要反复试验后才能投入市场。增加了企业的隐形成本。

2.2 生产水平与市场要求不符

部分金属材料生产需要在高冲击力、高载荷力的状态下集中工作,长时间的高强度工作,很容易因为疲劳导致金属材料产生局部永久性形变或破裂失效,严重影响了金属材料的使用寿命。

2.3 金属材料质量参差不齐

合格率是金属材料验收的重要标准之一,在金属材料验收时一般要求合格率达到90%以上方为合格。部分企业为了提高研合率,大规模应用补偿和强压措施,以防止金属材料变形,但在实际生产过程中,金属材料使用时间过长,导致研合率快速下降,需要后期进行参数调试,从而不能预判可能出现的危险,阻碍热能动力工程行业的发展与进步。

3 金属热处理在热能动力工程中的应用

3.1 综合应用多种技术手段

3.1.1 涂层技术

据热能动力工程现状可以发现,能源浪费的现象屡见不鲜,许多的金属原件并不能发挥实际效用,出现了大量资源的闲置,同时内部的许多动力装置都存在着运行效率较低的问题,因此管理人员需要不断创新金属热处理在热能动力工程中的应用,结合金属热处理的所需条件,不断提升热能动力工程的发展水平。

例如,在应用功率较大的设备时,可综合利用涂层技术来对金属进行性能优化,通过离子冲击波直接轰击待加工的工件时,大幅度提高工件的强度和硬度。同时,在运用金属热处理技术的过程中,可以综合PLC 系统来实现远程调动。通过现代化的技术手段,不断优化金属热处理技术要点,缩短加工时间,提高生产效能,最大程度上压缩生产成本,提升热能动力工程的生产效率,以提高企业的经济效益。

3.1.2 薄层渗入技术

近年来,我国工业体系向着高精尖的方向发展,而热处理技术在不断发展,逐渐向着智能化、精细化的方向过渡。在热处理技术实践过程中,主要是通过外加其他元素而改变金属表层的理化性质,当金属表层渗入了其他化学元素后,渗入的物质会对金属的性能产生十分复杂的影响。因此设计人员应该进行科学配比,通过动态调节碳、锰等不同元素的配比,实现金属材料的性能最优化。通过前端的预实验,利用多元线性规划,综合利用薄膜渗透技术,提升金属热处理水平,保证金属材料符合国家标准。

3.1.3 真空处理技术

真空热处理技术能够创造一个低于大气压的环境,同时将环境分为三个阶段,分别为低真空、中等真空和超高真空效应,操作人员需要动态控制压力,确保热处理工作在真空条件下完成,避免金属材料过度接触到空气,发生氧化。

工作人员在加工过程中应该重点关注真空渗碳,避免金属零件出现质量问题,动态操控排气装置和点火器,不断简化加工工件的整体流程,有效降低单元操作的基础成本,以提高整体收益。

3.1.4 新传感技术

新传感技术也是金属材料热处理技术在热能动力工程应用中一个较为重要的方面,这种传感技术主要应用了传感器进行数据监测,实现对金属加工的全过程控制。目前比较常见的主要是氧探头,在实际工业操作中,可以全面的把控整个单元数据,有效缩短工艺周期,提高金属材料的基础性能,避免温度、辐射等因素对于金属材料性能的影响。

3.1.5 渗碳技术

碳元素作为调节金属性能的重要元素,碳元素的含量直接决定的钢的强度,在金属材料热处理过程中,管理人员应该根据市场要求,合理选择不同的渗碳技术。目前较为常用的渗碳技术可以分为环乙烯碳技术和微波渗碳技术。环乙烯渗碳技术操作流程较为简单,在加工过程中干净整洁,能够有效避免金属材料在热处理过程中出现临界氧化问题,有效提高金属硬度,避免金属材料出现严重的名变形问题。但实际的工艺流程过程中,生产效率较慢,应用效果不佳。而微波渗碳技术能够明显提高整体热处理的效果,它的生态水平更加突出,同时能够实现对于碳的精确度管理,确保碳稳定循环,同时渗碳效率较高,保证整体工艺流程的连续性和发展性。

3.2 实现对金属材料的数据化管理

在金属热处理的实际应用过程中,受外界环境影响较大,导致热处理水平参差不齐,而将热处理技术与计算机技术相结合,可以实现对于加工环境的仿真模拟,管理人员要综合利用智能型的辅助喷淋设备,做好后续的退火,淬火处理,利用可靠的淬火技术明确预实验中存在的安全隐患问题,有效减少整体的作业能耗。

例如,可以综合引入CAD 空间技术,CAD 技术以计算机技术为基础,操作相对比较简单,功能强大,通过对实物进行模拟建设,能够立体画地展示事物的结构、色彩、外形等基础要素。利用软件内部强大的参数计算功能,在数据建模的基础上依靠强大的平台和技术支撑,完成前期的设计与修改工作,全方位展示金属材料位置形变的内部要素,为后续实际生产提供有力的数据支持。辅助利用计算机PLC 控制系统自查自纠,在合格后填写安全报告书,并和专业的工程师进行联合审查其控制系统在热能动力工程的应用合理性,在保证质量的前提下,不断优化工艺、完善节能设计,有效的降低能源的损耗,节约资源,同时对于一些非重点的环节进行去除和优化,保证整体工艺绿色可持续发展。

4 金属热处理在热能动力工程中的发展方向

工业体系快速发展,金属材料热处理技术也取得了瞩目的成就,管理人员要综合技术的优点和缺点,进一步探索金属材料热加工工艺特点,提高资源使用效率。金属热处理作为我国工业体系中的前端工艺手段,对于热能动力工程行业的发展至关重要。创新优化是确保工业体系进步的基础,需要实现全程的数据化和自控化,设计人员需要对金属进行设计预试验,进行匹配性调整,实现对于安全性和效率性的重点把关,避免出现质量问题。

5 总结

综上所述,金属资源对我国现代工业发展具有十分重要的意义,将金属热处理技术创新应用于热能动力工程中,是我国金属材材料热处理技术和热能与动力工程行业发展的必然要求。

通过上文的阐述,我们一共总结出了涂层技术、薄层渗入技术、真空处理技术、新传感技术、渗碳技术等多项新型技术,在实际应用过程中,还需要严格把控金属材料的性能,制定严格的工艺标准,综合多种热处理手段,充分发挥技术对生产的指导意义,在保证质量的前提下,有效降低成本,保证我国工业体系长久稳定发展。

[1] 范孝龙,陈卫强,艾科研.浅析金属热处理在热能动力工程中的应用[J].民营科技,2018,(11):66.

[2] 徐立达.金属热处理在热能动力工程中的应用探析[J].科技经济导刊,2019,(4):75.

[3] 王占强.金属热处理在热能动力工程中的应用浅述[J].中国科技博览,2018,(10).


文章来源:金属热处理 网址: http://jsrcl.400nongye.com/lunwen/itemid-54884.shtml


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