德捷力深冷处理:热处理后的残余内应力,如何处理金属降低

随着现代机械工业对金属材料的要求也越来越高,提高金属工件的机械性能及使用寿命,这成为很多热处理行业前沿人士思考并探索的问题。钢材在热处理工艺之后,其硬度及机械性能均大大提高,但依然有残存的以下问题:

1.残余奥氏体。其比例大约有10%-20%,由于奥氏体很不稳定,当受到外力作用或环境温度改变时,易转变为马氏体,而奥氏体与马氏体的比容不一样,将造成材料的不规则膨胀,降低工件的尺寸精度。

2.组织晶粒粗大,材料碳化物固溶过饱和。

3.残余内应力。热处理后的残余内应力将降低材料的疲劳强度以及其他机械性能,在应力释放过程中且易导致工件的变形。

而使用德捷力深冷箱-深冷处理可以解决以上问题。

深冷处理是将金属在-100℃下进行处理,使柔软的残余奥氏体几乎全部转变成高强度的马氏体,并能减少表面疏松,降低表面粗糙度的一个热处理后工序,当这个工序完成后,不仅仅是表面,几乎可以使整个金属的强度增加,耐磨性增加,韧性增加,其他性能指标改善,从而使得工件具有高的耐磨性和高的强度,寿命成倍增加。而未进行深冷处理的产品,寿命会显著降低。深冷处理能应用于很多产品上,而且可以使模具寿命显著提高。

通用的深冷处理工艺:以每分钟降低0.25~0.5℃以内的速度,降低到-185℃,降温时间约12小时,然后保温24~36小时,再缓慢的以每分钟降低0.25~0.5℃以内的速度升到室温或更高温度(+160℃)。

常用适合深冷处理的钢材

影响深冷效果的因素

1.同样的深冷处理工艺因材质不同而效果不同。

2.同样的深冷处理工艺因工件形状不同而效果不同。

3.温度越低,效果越好。

5.深冷处理后材料的耐腐蚀性有所提高。

德捷力深冷箱-深冷处理效果:

● 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,深冷处理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,使金属表面积及耐磨面增大

深冷处理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.析出碳化物颗粒

深冷处理不仅减少残余马氏体,还可以析出碳化物颗粒,而且可细化马氏体孪晶,由于深冷时马氏体的收缩迫使晶格减少,驱使碳原子的析出,而且由于低温下碳原子扩散困难,因而形成的碳化物尺寸达纳米级,并附着在马氏体孪晶带上,增加硬度和韧性。深冷处理后金属的磨损形态与未深冷的金属显著不同,说明它们的磨损机理不同。深冷处理可以使绝大部分残余奥氏体马氏体化,并在马氏体内析出高弥散度的碳化物颗粒,伴随着基体组织的细微化,这种改变无法用传统的金属学相变理论来解释,也不是以原子扩散形式来进行的,一般-150℃~-180℃下,原子已经失去了扩散能力,只能以物理学能量观点来解释,其转变机理目前尚未研究清楚,因此有待人们进一步探讨。

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