熱分析法在金屬質量檢測的有效運用分析范文

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《金屬世界》2017年第4期

摘要:在檢測金屬質量的生產環節中，金屬的相變臨界點是可以通過熱分析法來進行測定的，生產金屬的正火工藝就是以相變臨界點來制定的，應用熱分析法來檢測金屬可以對經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量的有效應用進行了探究，分析了熱分析法對金屬質量的影響。

關鍵詞:熱分析法;金屬;質量;有效運用

在許多科學領域中差熱分析法都有相應的應用，熱分析法的優勢在無機材料、有機材料以及各種工業生產中都有體現。熱分析法一般情況下是在程序所調控的溫度下進行應用的，這種測量技術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系。而根據熱分析法所測定數據繪制出來曲線是用來反應金屬與比照物之間的溫度與時間變化的關系。在測定金屬質量環節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致的，金屬發生的物理變化例如熔化、相轉變，化學變化例如:脫氫反應、氧化還原反應以及破壞金屬的晶格結構等，無論金屬發生怎樣的變化，都會導致樣品的溫度出現相應的變化。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方面的應用進行了探究。

1熱分析法應用在金屬質量方面的實驗

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衡狀態，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，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組成成分。根據數據結果顯示，在鋼的化學組成成分中，錳的含量是最高的，而釩的含量最低，只有0．1%左右。

2對熱分析法實驗結果的分析與探究

金屬的臨界點數值是判斷金屬質量的重要參數，應用該參數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節以及正火環節的規范臨界點都可以作為熱分析法的主要依據。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成分預測法。這些方法各不相同，其優勢和缺陷也不一樣，例如應用操作簡便的熱分析法來進行測定，則會發現金屬樣品在加熱環節以及冷卻操作的過程中熱量的變化范圍較小，或者金屬的反應在一定的溫度變化范圍內緩慢的發生相變，因為曲線上面發生的變化程度較小，一般來說是很難發現金屬熱量的變化，并且在此類實驗中，環境因素的影響是很明顯的，這種熱分析法的測定結果并不精確，比較實驗數據可知，差熱分析法測定的實驗數據較為精確，可以用少量的金屬薄片樣品來檢測出變化較小的熱量數值，因此差熱分析法具有精確的穩定性質。金屬合金的相變一般來說是在一定的溫度范圍發生的，例如亞共析鋼進行不間斷加熱時，其珠光體會發生向奧氏體轉變的的情況，當轉變完成時，合金的先共析鐵素體同樣轉變為奧氏體，這倆個轉變過程結束后要及時的記錄下轉變后的溫度。由測驗溫度的數值作出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變為奧氏體的過程，而出現的第二個波峰可認為是先共析鐵素體轉變為奧氏體的過程。完成差熱分析法的實驗之后再應用化學分析法來測定同樣的兩種變化，再用差熱分析法的結果數據與化學分析法的結果數據進行比較可知差熱分析法的準確性較高。

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該按照標準的規定來進行。通過差熱分析法所確定的臨界點，應當選取870℃作為金屬合金的正火加熱環節的溫度，正火加熱后經過實驗可知金屬合金的顯微組織為粒狀貝氏體。經過對實驗后的金屬合金觀察發現，經過正火環節的加工后，其強度以及韌性都處于較高的狀態，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或者人們生活的應用范圍，根據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，我國的科學技術不斷的發展，許多高科技的測量手段都開始廣泛的應用，例如電阻測量法、電子探針測量法以及X射線衍射法。隨著科學技術的推廣，金屬材料生產過程中的回火環節也在不斷的完善，對金屬材料中碳物質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，差熱分析法的應用還比較少，應當將差熱分析法應用在更多的環節，充分的發揮出熱分析法的優勢。

3總結熱分析法的含義

為在可控溫度的環境下，探究所檢測金屬的性質與溫度變化的關系的技術，在對金屬物質進行加熱或者冷卻的環節中，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量的有著很重要的作用。隨著我國社會經濟的發展，熱分析技術也有了很大的改善，并且在提升金屬質量方面應用范圍也在擴大，我國工業的機械技術在快速的發展，根據人們的需求可知，熱分析實驗所用到的儀器設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量方面有著很顯著的作用，因此，在金屬合金的生產環節中使用熱分析法有利于金屬生產工業的的發展以及金屬生產市場的擴大。

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作者：張文 單位：日照市產品質量監督檢驗所