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-150℃淬火,你不知道的低温淬火

本文介绍了一种钢材表面新的强化方法——低温淬火法。它是在含氮的气氛中进行的。含氮的奥氏体低温淬火可以得到马氏体,而钢材内部组织没有发生转变。这种热处理方法既可以达到表面强化的目的,又有节约能源、减小热处理变形的优点。


低温淬火是一种在温度低于-150℃(-238℉)条件下加强金属晶体结构的热处理过程。已知某些材料的低温处理能对其三个方面产生积极影响:


1、耐用性更持久:低温淬火有助于促进热处理钢中的残余奥氏体转变为更硬的马氏体。这一过程将显著降低钢晶体结构中的缺陷。


2、改善耐磨性:低温淬火增加了η-碳化物的析出量。这种细微碳化物在马氏体基质中充当粘合剂,能帮助马氏体钢抵抗磨损和腐蚀。


3、消除应力:所有的金属都具有残余应力。残余应力是在金属从液态凝固成固态过程中产生的力。这些应力将使局部易发生状态变化(通常是不利的)。低温淬火能够通过组织结构均匀化来减少这些缺陷。


过程:低温淬火金属部件的方法包括首先使用气态液氮使金属缓慢冷却。在从环境温度冷却到低温处理温度过程中的要点是避免热应力。然后将金属部件在约-190℃(-310℉)的温度下,保持20到24小时,再加热至+149℃(+300℉)。


高温回火阶段在降低马氏体低温转变而引起的脆性过程中至关重要。低温淬火能改变金属的全部结构,而不仅仅是表面。这样的好处在于经过热处理的材料不会在进一步处理(如研磨)中失去已有的改性。


低温淬火的对象是零件中的残余奥氏体钢,因此这种热处理方式对铁素体钢和奥氏体钢收效甚微,而对马氏体钢的性能有显著的提升,如:高碳高铬钢,以及工具钢。

除了钢,低温淬火也可用于处理铸铁、铜合金、铝和镁。该方法能从2到6个方面提高这些类型金属的磨损寿命。低温淬火工艺在20世纪60年代中叶首次商业化。


应用:

低温淬火金属部件的应用包括,但不仅限于以下行业:

航空航天和国防(例如武器平台和制导系统),

汽车(例如刹车盘、变速箱和离合器),

切削工具(如刀具和钻头),

乐器(如铜管乐器和钢琴线),

医疗(如外科手术工具),

体育(如枪支,渔具和自行车零件)。


来源:360doc


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