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1.1 深冷處理后的組織轉(zhuǎn)變
深冷處理后的高速鋼同時(shí)引起奧氏體和馬氏體的轉(zhuǎn)變。其中馬氏體終轉(zhuǎn)心點(diǎn)M1非常低，例如W18Cr4V的M1點(diǎn)為-100℃。因此淬火冷卻到室溫殘留大量的奧氏體，而大量奧氏體的存在會(huì)降低鋼的硬度，耐磨性以及熱性能和磁性下降。實(shí)驗(yàn)證明，回火后，茶山真空熱處理，深冷處理可以使殘留的奧氏體降低20%左右。表2所示為不同處理工藝對(duì)W18Cr4V鋼殘留奧氏體的影響.
通過對(duì)-196℃液氮中15min的深冷處理，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)溫度在-70℃～-75℃到-130℃～-140℃范圍內(nèi)進(jìn)行深冷處理時(shí)，馬氏體轉(zhuǎn)變;當(dāng)冷卻到-196℃時(shí)轉(zhuǎn)變停滯;在-90～-120℃溫度范圍內(nèi)，出現(xiàn)試樣容積的，這就說明了馬氏體已部分分解并在位錯(cuò)面上析出了碳原子并形成了超顯微碳化物，其基體組織明顯細(xì)化。
目前工業(yè)生產(chǎn)中，金屬材料的淬火工藝主要是將工件加熱到材料的Ac3或Ac1以上30~50℃，東城真空熱處理，保溫一定時(shí)間后，快速在水，鹽水或油中冷卻。這些淬火介質(zhì)的淬冷能力雖然都很強(qiáng)，但是由于先轉(zhuǎn)變的奧氏體對(duì)未轉(zhuǎn)變的奧氏體的轉(zhuǎn)變具有抑制作用，石排真空熱處理，只有進(jìn)一步增加相變驅(qū)動(dòng)力，即增加過冷度才能使相變繼續(xù)進(jìn)行，所以對(duì)于大多數(shù)的鐵碳合金，淬火后總是存在一部分殘余奧氏體。若殘余奧氏體含量過大，將會(huì)直接影響回火處理的質(zhì)量，達(dá)不到工件所要求的性能。此外，對(duì)于某些不銹鋼，真空熱處理，高合金鋼，氧化鋯陶瓷等由于其Ms(馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于室溫，所以常規(guī)的淬火介質(zhì)不能使材料淬火后得到全部馬氏體。
1 深冷處理法原理及工藝過程
過去工業(yè)上采用高速鋼冷處理的目的是將淬火鋼件冷卻到-60℃左右，使鋼內(nèi)的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體?？s短熱處理生產(chǎn)周期。采用淬火+冷處理+一次回火，經(jīng)深冷處理后零件的硬度和耐磨性進(jìn)一步改善。20世紀(jì)70年代以來，對(duì)深冷處理的研究更加深人并取得重要成果，有效地利用深冷處理來提高模具的使用壽命、耐磨性及穩(wěn)定的尺寸。
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