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无锡爱思科带您了解深冷处理的机理及作用

发布日期: 2020-04-24
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   无锡爱思科带您了解深冷处理的机理及作用
  深冷就是指-100℃以下的温度,在工业上可以分为化工行业的气体液化技术,以及材料行业的深冷处理。达到-100℃以下低温的冷冻技术。实质上就是气体液化的技术。通常采用机械方法,如用节流膨胀或绝热膨胀等法可得低达-210℃的低温;用绝热退磁法可得1K以下的低温。
  金属行业的深冷技术是指将黑色金属、有色金属、高聚物、硬质合金等材料在深冷温度下保温,使其发生在常温以及热处理过程中不曾发生过的内部结构变化,导致宏观性能的变化。举例来说:模具钢、高速钢、硬质合金在处理后强度、韧性、硬度、耐磨性、尺寸稳定性都有所提高,而且突破传统的硬度、韧性相矛盾的现象,表现为综合性能的提高。
  深冷处理的机理:
  1、消除残余奥氏体:
  一般淬火回火后的残余奥氏体在8~20%左右,残余奥氏体会随着时间的推移进一步马氏体化,在马氏体转变过程中,会引起体积的膨胀,从而影响到尺寸精度,并且使晶格内部应力增加,严重影响到金属性能,一般能使残余奥氏体降低到2%以下,消除残余奥氏体的影响。如果有较多的残余奥氏体,强度降低,在周期应力作用下,容易疲劳脱落,造成附近碳化物颗粒悬空,很快与基体脱落,产生剥落坑,形成较大粗糙度的表面。
  2、填补内部空隙,使金属表面积即耐磨面增大:
  使得马氏体填补内部空隙,使得金属表面更加密实,使耐磨面积增加,晶格更小,合金成分析出均匀,淬火层深度增加,而且不仅仅是表面,使翻新次数增加,寿命提高。
  3、使金属材料的强度、韧性增加;
  4、减少残余应力;
  5、使金属基体更加稳定;
  作用:
  1.提升工件的硬度及强度;
  2.保证工件的尺寸精度;
  3.提高工件的耐磨性;
  4.提高工件的冲击韧性;
  5.改善工件内应力分布,提高疲劳强度;
  6.提高工件的耐腐蚀性能。
  处理时间的长短,主要应考虑被处理工件的导热性、体积、冷透所需的时间及残留奥氏体的转化稳定情况等因素,不必考虑奥氏体向马氏体的转变速度。很多学者认为,处理时间长的要比短的效果好,因为长时间深冷可以使钢中的残留奥氏体充分地转变及更有利于碳化物粒子的形成,转变完成后,材料的硬度不会再有明显的变化。工件尺寸越小,完成转变所需的时问越短,所以日前深冷处理时问一般取24h以上,也有些单位取48h以上。
  处理的次数一般认为经二次处理效果较佳,如以前采用的“热循环稳定处理法”。因为经二次处理可以较大限度地改善材料的力学性能,即细小碳化物的析出、马氏体针(片)的细化以及残留奥氏体向马氏体的转变;经二次处理后,材料的组织将不再发生变化。材料不同,处理温度也不同,材料硬度的增加也就不一样,但有一点可以肯定,处理不会降低材料的原有硬度。
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