隨著機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)金屬材料的要求也越來(lái)越高，如何在材料提高金屬工件的機(jī)械性能及使用壽命，這成為很多人士思考并探索的問(wèn)題。
一、鋼材在處理工藝之后，其硬度及機(jī)械性能均大大提高，但熱處理后依然有殘存的以下問(wèn)題：
1、 殘余奧氏體。其比例大約有10%-20%，由于奧氏體很不穩(wěn)定，當(dāng)受到外力作用或環(huán)境溫度改變時(shí)，易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，而奧氏體與馬氏體的比容不一樣，將造成材料的不規(guī)則膨脹，降低工件的尺寸精度。
2、 組織晶粒粗大，材料碳化物固溶過(guò)飽和。
3、 殘余內(nèi)應(yīng)力。熱處理后的殘余內(nèi)應(yīng)力將降低材料的疲勞強(qiáng)度以及其他機(jī)械性能，在應(yīng)力釋放過(guò)程中且易導(dǎo)致工件的變形。
二、-150℃深冷處理-工件冷凍臥式低溫箱-深冷工藝的優(yōu)點(diǎn)：
1、 它使硬度較低的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檩^硬的、更穩(wěn)定的、耐磨性和抗熱性更高的馬氏體。
2、 馬氏體的晶界、晶界邊緣、晶界內(nèi)部分解、細(xì)化，析出大量超細(xì)微的碳化物，過(guò)飽和的 馬氏體在深冷的過(guò)程中，過(guò)飽和度降低，析出的超細(xì)微碳化物，與基體保持共格關(guān)系，能使馬氏體晶格畸變并減小，微觀應(yīng)力降低，而細(xì)小彌散的碳化物在材料塑性變形時(shí)可以阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而強(qiáng)化基體組織；同時(shí)由于超細(xì)微的碳化物析出，均勻分布在馬氏體基體上，減弱了晶界催化作用，而基體組織的細(xì)化既減弱了雜質(zhì)元素在晶界的偏聚程度，又發(fā)揮了晶界強(qiáng)化作用。從而使材料的綜合力學(xué)性能得到三個(gè)方面的提高：材料的韌性改善，沖擊韌性高,基體抗回火穩(wěn)定性和抗疲勞性得到提高；耐磨損的性能得到提高；尺寸穩(wěn)定性提高。從而達(dá)到了強(qiáng)化基體，改善熱處理質(zhì)量，減少回火次數(shù)，延長(zhǎng)模具壽命的目的。
3、 材料經(jīng)深冷處理后內(nèi)部熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力大為降低，并且由于降溫過(guò)程中使微孔或應(yīng)力集中部位產(chǎn)生了塑性流變，而在升溫過(guò)程中會(huì)在此類空位表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力可以大大減輕缺陷對(duì)工件局部性能的損害，從而有效地減少了金屬工件產(chǎn)生變形、開裂的可能性。
三、-150℃深冷處理-工件冷凍臥式低溫箱-深冷工藝的生產(chǎn)使用效果
1、高速鋼冷作模具深冷處理 不同處理工藝對(duì)W6Cr5Mo4V2Co鋼殘留奧氏體的影響（體積百分?jǐn)?shù)%） 深冷處理過(guò)程中，大量的殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，特別是過(guò)飽和的亞穩(wěn)定馬氏體在從-196℃至室溫過(guò)程中會(huì)降低過(guò)飽和度，析出彌散、尺寸僅為20―60A并與基體保持共格關(guān)系的超微細(xì)碳化物，可以使馬氏體晶格畸變減小，微觀應(yīng)力降低，而細(xì)小彌散的碳化物在材料塑性變形時(shí)可以阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而強(qiáng)化基體組織。同時(shí)由于超微細(xì)碳化物顆析出，均勻分布在馬氏體基體上，減弱了晶界催化作用，而基體組織的細(xì)化既減弱了雜質(zhì)元素在晶界的偏聚程度，又發(fā)揮了晶界強(qiáng)化作用，從而改善了高速鋼的性能，使硬度、沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。模具硬度高，其耐磨性也就好，如硬度由60HRC提高至62-63HRC，模具耐磨性增加30%―40%。
可看出深冷處理后模具的相對(duì)耐磨性提高40%，延長(zhǎng)深冷處理時(shí)間后，在硬度沒有太大變化的情況下，相對(duì)耐磨性有所增大。
2、H13鋼鋁型材熱擠模具深冷處理 H13鋼是國(guó)外廣泛應(yīng)用的一種熱作模具鋼。在我國(guó)近幾年來(lái)H13鋼被普遍推廣用于制造鋁型材熱作模具。鋁型材熱擠壓模具在生產(chǎn)過(guò)程中受高溫（4500C-5200C），高壓及鋁材的劇烈摩擦作用，模具的失效主要是由于磨損和熱疲勞，以及熱處理不當(dāng),導(dǎo)致早期失效（如斷裂、軟、塌、缺等因素）。
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