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黑色合金(钢铁)的深冷处理机理分析

发布日期: 2020-05-11
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   关于深冷处理的机理问题,现在还处于一个研究初期阶段。相对来说有关黑色金属(钢铁)的深冷机理己经研究得较为清楚,现有的机理分析基本上是沿用钢铁材料的。
  黑色合金(钢铁)的深冷机理
  关于钢铁材料的深冷处理的作用机理,国内外的研究己较为广泛和深入,且大家均己基本取得共识,主要的观点如下。
  1.从马氏体中析出超细碳化物,从而弥散强化这一点得到了几乎所有研究的证实,主要原因为马氏体经-196℃深冷,由于体积收缩,Fe的晶格
  常数有缩小的趋势,从而加强了碳原子析出的驱动力,但由于低温下的扩散更为困难,扩散距离更短,于是在马氏体的基体上析出了大量的弥散的超微细碳化物。
  2.残余奥氏体的改变
  低温下(即Mf点以下)残余奥氏体发生分解,转变为马氏体,提高了工件的硬度和强度。有学者认为深冷可完全消除残余奥氏体;也有学者发现深冷只能降低残余奥氏体的数量,但不能完全消除;还有人认为深冷改变了残余奥氏体的形状、分布和亚结构,有利于提高钢的强韧性。
  3.组织细化
  组织细化引起工件的强韧化。这主要指原来粗大的马氏体板条发生了碎化。有学者认为马氏体点阵常数发生了变化;也有学者认为马氏体分解析出微细碳化物时造成了组织细化。
  4.表面产生残余压应力
  冷却过程可能引起缺陷(微孔,内应力集中部位)的塑性流变。复温过程中在空位表面产生残余应力,这种应力可以减轻缺陷对材料局部强度的损害。最终表现为磨料磨损抗力的提高。
  5.深冷处理部分转移了金属原子的动能
  原子间既存在使原子紧靠在一起的结合力,又存在使之分开的动能。深冷处理部分转移了原子间的动能,从而使原子结合的更紧密,提高了金属的性育旨。
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