張文

摘 要：在檢測金屬質(zhì)量的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，金屬的相變臨界點是可以通過熱分析法來進行測定的，生產(chǎn)金屬的正火工藝就是以相變臨界點來制定的，應(yīng)用熱分析法來檢測金屬可以對經(jīng)過正火工藝加工的金屬其顯微組織進行測定，并且以此來評定金屬的機械性能，為了使熱分析法的應(yīng)用范圍擴大，可以對被正火工藝加工后的金屬進行低溫回火，這樣可以檢驗金屬在這兩個工藝加工以后的硬度，并且觀察經(jīng)過正火加工以及低溫回火后金屬顯微組織的變化。本文對熱分析法在金屬質(zhì)量的有效應(yīng)用進行了探究，分析了熱分析法對金屬質(zhì)量的影響。

關(guān)鍵詞：熱分析法；金屬；質(zhì)量；有效運用

在許多科學(xué)領(lǐng)域中差熱分析法都有相應(yīng)的應(yīng)用，熱分析法的優(yōu)勢在無機材料、有機材料以及各種工業(yè)生產(chǎn)中都有體現(xiàn)。熱分析法一般情況下是在程序所調(diào)控的溫度下進行應(yīng)用的，這種測量技術(shù)的作用是用來測驗金屬與對照物之間的溫度差值以及兩者之間的溫度關(guān)系。而根據(jù)熱分析法所測定數(shù)據(jù)繪制出來曲線是用來反應(yīng)金屬與比照物之間的溫度與時間變化的關(guān)系。在測定金屬質(zhì)量環(huán)節(jié)中所常用的差熱分析實驗中，用來檢測的金屬溫度變化是因為金屬的吸熱作用以及放熱過程而導(dǎo)致的，金屬發(fā)生的物理變化例如熔化、相轉(zhuǎn)變，化學(xué)變化例如：脫氫反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)以及破壞金屬的晶格結(jié)構(gòu)等，無論金屬發(fā)生怎樣的變化，都會導(dǎo)致樣品的溫度出現(xiàn)相應(yīng)的變化。從而與對比物形成了溫度對比，由此可以得到繪制熱分析曲線中的吸收峰值以及放熱峰值。一般來說其熱量的變化是和峰的面積大小成正比的。本文對于熱分析法在金屬生產(chǎn)方面的應(yīng)用進行了探究。

1 熱分析法應(yīng)用在金屬質(zhì)量方面的實驗

第一步是要將熱分析法所用到的金屬材料使用線切割機切割出來實驗所需要的薄片，第二步是將該薄片剪成幾個相等大小的薄片樣品。為了使實驗可以更加接近平衡狀態(tài)，在對金屬薄片測定其臨界點時要將加熱的速度控制在很慢的狀態(tài)，在試驗中可以采用兩種加熱速度，這樣可以將兩者進行對比。由此可以得到金屬的化學(xué)組成成分。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，在鋼的化學(xué)組成成分中，錳的含量是最高的，而釩的含量最低，只有0.1%左右。

2 對熱分析法實驗結(jié)果的分析與探究

金屬的臨界點數(shù)值是判斷金屬質(zhì)量的重要參數(shù)，應(yīng)用該參數(shù)可以確定金屬在熱處理過程中的處理范圍值。例如金屬合金的淬火環(huán)節(jié)以及正火環(huán)節(jié)的規(guī)范臨界點都可以作為熱分析法的主要依據(jù)。金屬以及金屬合金臨界點的測定方法有很多種，例如硬度法、磁性法、金相分析法、差熱分析法、X射線衍射法以及化學(xué)成分預(yù)測法。這些方法各不相同，其優(yōu)勢和缺陷也不一樣，例如應(yīng)用操作簡便的熱分析法來進行測定，則會發(fā)現(xiàn)金屬樣品在加熱環(huán)節(jié)以及冷卻操作的過程中熱量的變化范圍較小，或者金屬的反應(yīng)在一定的溫度變化范圍內(nèi)緩慢的發(fā)生相變，因為曲線上面發(fā)生的變化程度較小，一般來說是很難發(fā)現(xiàn)金屬熱量的變化，并且在此類實驗中，環(huán)境因素的影響是很明顯的，這種熱分析法的測定結(jié)果并不精確，比較實驗數(shù)據(jù)可知，差熱分析法測定的實驗數(shù)據(jù)較為精確，可以用少量的金屬薄片樣品來檢測出變化較小的熱量數(shù)值，因此差熱分析法具有精確的穩(wěn)定性質(zhì)。金屬合金的相變一般來說是在一定的溫度范圍發(fā)生的，例如亞共析鋼進行不間斷加熱時，其珠光體會發(fā)生向奧氏體轉(zhuǎn)變的的情況，當(dāng)轉(zhuǎn)變完成時，合金的先共析鐵素體同樣轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，這倆個轉(zhuǎn)變過程結(jié)束后要及時的記錄下轉(zhuǎn)變后的溫度。由測驗溫度的數(shù)值作出DTA曲線圖，由圖可知該曲線有波峰以及波谷，曲線上第一個波谷是珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過程，而出現(xiàn)的第二個波峰可認為是先共析鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過程。完成差熱分析法的實驗之后再應(yīng)用化學(xué)分析法來測定同樣的兩種變化，再用差熱分析法的結(jié)果數(shù)據(jù)與化學(xué)分析法的結(jié)果數(shù)據(jù)進行比較可知差熱分析法的準(zhǔn)確性較高。理論上可知金屬在加熱過程中，其臨界點的溫度較高，并且臨界點的溫度與加熱的速度成正比，差熱分析法的實驗恰恰證明了這一理論分析結(jié)果，為了使用差熱分析法測定的臨界點更加精確，其升溫速度的選取應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來進行。通過差熱分析法所確定的臨界點，應(yīng)當(dāng)選取870℃作為金屬合金的正火加熱環(huán)節(jié)的溫度，正火加熱后經(jīng)過實驗可知金屬合金的顯微組織為粒狀貝氏體。經(jīng)過對實驗后的金屬合金觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過正火環(huán)節(jié)的加工后，其強度以及韌性都處于較高的狀態(tài)，但是其可塑性不是很理想，為了達到提升金屬合金機械性能的目的，擴大金屬合金在工業(yè)或者人們生活的應(yīng)用范圍，根據(jù)金屬合金的顯微組織特性，要對金屬合金進行低溫回火操作，金屬合金進行低溫回火操作后，金屬合金的硬度不減反增，由此可見金屬合金經(jīng)過低溫回火操作后，其各個機械性能會有所提升。我國在五十年代就開始了對于金屬材料進行回火操作的研究，我國的科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，許多高科技的測量手段都開始廣泛的應(yīng)用，例如電阻測量法、電子探針測量法以及X射線衍射法。隨著科學(xué)技術(shù)的推廣，金屬材料生產(chǎn)過程中的回火環(huán)節(jié)也在不斷的完善，對金屬材料中碳物質(zhì)的形成以及擴散都進行了深入的研究，但是在檢測金屬組織變化情況的過程中，差熱分析法的應(yīng)用還比較少，應(yīng)當(dāng)將差熱分析法應(yīng)用在更多的環(huán)節(jié)，充分的發(fā)揮出熱分析法的優(yōu)勢。

3 總結(jié)

熱分析法的含義為在可控溫度的環(huán)境下，探究所檢測金屬的性質(zhì)與溫度變化的關(guān)系的技術(shù)，在對金屬物質(zhì)進行加熱或者冷卻的環(huán)節(jié)中，金屬合金各項性能的變化都會有所改變，因此熱分析法在提升金屬質(zhì)量的有著很重要的作用。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，熱分析技術(shù)也有了很大的改善，并且在提升金屬質(zhì)量方面應(yīng)用范圍也在擴大，我國工業(yè)的機械技術(shù)在快速的發(fā)展，根據(jù)人們的需求可知，熱分析實驗所用到的儀器設(shè)備的精確度以及自動化程度會有提升的趨勢。熱分析法在提升金屬質(zhì)量方面有著很顯著的作用，因此，在金屬合金的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中使用熱分析法有利于金屬生產(chǎn)工業(yè)的的發(fā)展以及金屬生產(chǎn)市場的擴大。

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