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液氮深冷箱深冷處理與馬氏體相變

文章出處:longevitymanzanita.com 人氣: 發表時間:2017-11-16 11:17

液氮深冷箱深冷處理與馬氏體相變
材料經奧氏體化后快速冷卻,在較低溫度下發生無擴散型的馬氏體相變。馬氏體轉變是強化材料的重要手段之一,是一種非常重要的固態相變。人們對馬氏體相變的研究經歷了近100年的時間,形成了一些理論。但有些理論還不十分完善,如形核理論,切變模型等尚存在一些爭議,缺乏統一的認識。國內的徐祖耀、鄧永瑞、王世道等研究學者對馬氏體相變的熱力學、動力學、晶體學、形核-長大等各方面進行了較為深入、系統的研究,提出了一些 國2.2.5 深冷處理對鎳基合金性能的影響及作用和機制 深冷處理可以提高該合金的塑性,并使其對交變應力集中的敏感性降低。文獻中報道,科學關于深冷處理對非晶合金性能的影響,研究發現深冷處理可以改善Co57Ni10Fe5B17非晶院理化5形,提高材料的強度和硬度,但是他們對有關的機理沒有進行系統的研究,只是籠統的認為所技術研究馬氏體相變的形核理論及物理模型,對馬氏體相變理論的進展和馬氏體相變在鐵基合金、有色合金、陶瓷材料和其他無機非金屬材料方面的應用做出了重要的貢獻。
 
材料的馬氏體相變是一種無擴散相變,通過切變完成晶格改組,而不涉及成份變化,只有在冷卻過程中具有同素異構轉變的材料才可能有馬氏體轉變。由于馬氏體轉變的無擴散性,相變需要很大的驅動力和過冷度。由淬火冷卻形成的馬氏體相變,又稱為熱誘發馬氏體相變,經淬火處理后再配以回火處理,來調整硬度、韌性等以滿足各種工件的不同性能的要30~50℃,保溫一定時間后,快速在水,鹽水或油中冷卻。這些淬火介質的淬冷能力雖然都很強,但是由于先轉變的奧氏體對未轉變的奧氏體的轉變具有抑制作用,只有進一步增加相變驅動力,即增加過冷度才能使相變繼續進行,所以對于大多數的鐵碳合金,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,將會直接影響回火處理的質量,達不到工件開始溫度)遠遠低于室溫,所以常規的淬火介質不能使材料淬火后得到全部馬氏體。
因此,為了提高工件的性能及使用壽命,得到滿意的淬火質量,盡量減少殘余奧氏體以更低的溫度,使殘余奧氏體在這一過程中繼續轉變為馬氏體。這樣可進一步提高鋼的硬度和耐磨性,并穩定鋼件的尺寸。
——摘自中國科學院理化所技術研究的《深冷處理及其應用》
既然馬氏體相變對于金屬材料性能有著如此大的意義,如何改善馬氏體的相變成了重要研究課題。濟南超能專業研發的液氮深冷箱通過達到-196度超低溫來實現了金屬材料馬氏體的轉變,最終達到改善金屬材料性能的作用。這是因為奧氏體在低溫環境下非常不穩固及分解, 使原來的缺陷 ( 微孔及內應力集中的部份 ) 產生塑性流動而變成組織細化, 因此只要將金屬置于超低溫環境下, 其中的奧氏體會轉化成馬氏體, 內應力因而消除。
在超低溫時由于組織體積收縮, Fe 晶格常數縮細而加強碳原子析出的驅動力, 于是馬氏體的基體析出大量超微細碳化物, 這些超微細結晶體會使物料的強度提高, 同時增加耐磨性與剛性。另一方面,超低溫度可轉移金屬原子的運能, 使原子之間不能擴散分開從而使原子結合更緊密。
目前,液氮深冷箱廣泛應用在精密沖壓模具、納米材料、精密塑膠模具、切削刀具、滾齒刀,鋁合金材料、硬質合金切削刀具/夾具、粉末冶金模具等眾多領域。
超深冷處理作用:
提升工件的硬度及強度
保證工件的尺寸精度
提高工件的耐磨性
提高工件的沖擊韌性
改善工件內應力分布
提高疲勞強度
提高工件的耐腐蝕性能
提高生產力

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