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目前液氮深冷处理技术已得到了业界的普遍关注

发布日期: 2021-12-24
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  液氮深冷处理又称超低温处理,一般是指在-150℃以下对材料进行超低温处理使材料的综合性能提高的方法。早期瑞士钟表匠将钟表零件埋于干冰中,提高零件的强度、耐磨性和尺寸稳定性,延长了钟表的使用寿命。近些年发现采用液氮作为冷处理的冷却介质,其对材料力学性能的影响远远超过干冰。
  目前液氮深冷处理技术已得到业界的普遍关注,经过液氮处理过的金属零件能将残余的奥氏体转变为马氏体,使零件的尺寸更加稳定,超细的碳化物从马氏体中析出,从而弥散强化,提高了零件强度、硬度和耐磨性;液氮深冷处理可以使组织进一步细化,从而提高了材料的韧性。深冷处理工艺与常规的热处理比较,更能深入地改善材料的机械性能,产品成型稳定,并且具有绿色环保无污染和工艺过程简单等优点,具有广阔的发展前景。
  液氮深冷处理主要是改变材料的微观结构,从而提高其综合性能,充分发挥材料的潜能,其过程经历了从自然气氛→人工制冷→LiBr系列→深冷机组→液氮作介质的深冷等几个阶段,目前在国外,深冷专用设备已形成产业化。在我国,低温技术的应用在《诗经》中就有记载,主要应用于医疗和铸剑方面。目前,低温处理在食品、卫生、商业领域已有广泛应用,并且具备了相关的低温制冷设备。深冷处理也已广泛应用于医疗方面并开发了多种专用设备。如:LDZ系列、ND-l型、DWY型、DF-30型多种以液氮作介质的医疗专用设备。大型的深冷机组已成功应用在油泵油嘴行业,工艺温度也从-80℃达到-130℃。
  液氮深冷处理时的深冷温度是指在钢领性能的影响因素中,作为关键因素的深冷温度影响较大。经过深冷处理后的材料微观组织发生了多个方面的转化,残余奥氏体完全转变为马氏体,提高了材料的硬度和尺寸稳定性;从马氏体中析出了大量的微细碳化物,从而产生了弥散强化,提高材料的机械性能,特别是耐磨性的大幅度提高;材料组织变得致密化、微细化、均匀化,从而使得材料组织强韧化,耐磨性和韧性得到提高,磨损率下降;残余奥氏体转变为马氏体时会产生应力集中,内应力集中部位会引起塑性流变,恢复至室温的过程中,空位表面会产生残余压应力,这种应力可以减轻材料缺陷对局部强度的影响,有利于材料的尺寸稳定。
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