冷处理原理,工艺及发展状况
冰冷处理工艺
冰冷处理工艺冰冷处理技术是一种重要的金属材料处理工艺,主要用于改善金属材料的机械性能和耐久性。
它通过把金属材料冷却到低温并保持一定时间来改善材料的性能,是一种经济有效的处理方法。
冰冷处理的主要目的是改善金属材料的机械性能,包括强度、塑性、韧性、疲劳强度和耐腐蚀性等特性。
它也可以改善材料的结构:去除易受损缺陷和改善材料的组织结构。
此外,冰冷处理还可以改变金属材料的尺寸,使它们更加精确和稳定。
冰冷处理技术有多种处理方式,其中包括熔点冷却、沉积冷却、淬火冷却和深冷冷却等。
这些冷却方法的具体选择取决于材料的性质,处理目的,处理工艺,处理耗费的时间和费用等。
熔点冷却是一种常用的冰冷处理工艺,主要用于钢类材料的凝固。
它的基本原理是把金属从室温升高到熔点温度,然后在熔点温度范围内皆种保持一定时间,使金属材料在原子水平上凝固,从而改善其性能。
沉积冷却也是一种常见的冰冷处理工艺,主要用来改善某些钢类金属材料的性能。
沉积冷却的基本原理是把熔点高于金属材料熔点的金属气体直接沉积到金属材料表面,从而改变金属材料的性质,使它们更加耐磨。
淬火冷却法是一种用于改善金属材料的机械性能的冰冷处理工艺。
它的工艺是先用高温加热金属材料,使它们达到一定的变形度,然后冷却它们,使它们在高温下获得强度。
淬火冷却法不仅可以提高金属材料的强度,而且可以改善金属材料的结构,韧性和疲劳性能。
深冷冷却是一种用于实现大规模金属材料机械性能改善的冰冷处理工艺,它通过将金属材料进行深冷(低于-80℃)处理,使金属材料在原子水平上凝固,从而获得更好的性能。
深冷冷却的主要益处是节约能源、减少污染和改善金属材料的性能,它已经被广泛地应用于科学实验室、制造业和其他工程领域中。
冰冷处理技术在有效改善金属材料性能方面发挥了重要作用,但其处理过程中需要考虑到材料特性、目的和安全性等多方面因素。
因此,在进行冰冷处理前,应该采用最合适的处理方法和参数,以达到理想的处理效果。
齿轮冰冷处理工艺
齿轮冰冷处理工艺齿轮冰冷处理工艺是一种用于改善齿轮硬度和耐磨性的表面淬火工艺。
它通过结合高强度的润滑脂来增加磨损抵抗力,从而使齿轮得到长期可靠的使用性能。
一、齿轮冰冷处理工艺原理1. 冰冷处理采用置入式热处理技术,有效地改善了热处理表层的硬度和耐磨性,同时可有效降低表面硬度;2. 冰冷处理主要通过溶解的技术而产生结晶或晶粒变形,这将使齿轮表面硬度和耐磨性大大提高;3. 与常规的淬火处理方法相比,冰冷处理可以在短时间内获得非常优异的硬度和耐磨性;二、齿轮冰冷处理工艺的优缺点1. 优点:(1)高硬度和耐磨性:冰冷处理能够有效改善齿轮表层的硬度和耐磨性,使齿轮长期具有良好的使用性能;(2)降低运行成本:冰冷处理可以有效地降低齿轮运行的摩擦系数,从而降低运行成本;(3)快速热处理:冰冷处理只需要短暂的时间,就可以获得良好的硬度和耐磨性,便于快速处理;2. 缺点:(1)设备成本高:冰冷处理技术需要使用高端设备,从而导致设备成本较高;(2)传热不均匀:由于传热不均匀,冰冷处理后的齿轮表面局部热处理失效;(3)凝固温度低:冰冷处理的凝固温度非常低,可能会影响表面的精度。
三、齿轮冰冷处理工艺的实施步骤1. 清洗:在冰冷处理工艺发生之前,首先需要进行清洗操作,以确保物料无污染;2. 烘烤:将清洗后的物料施行预热烘烤,以有效降低表面的残留应力;3. 冰冷处理:将烘烤处理后的物料送入冰冷处理设备,采用置入式处理进行热处理;4. 检验:将冰冷处理完毕的物料进行硬度、抗磨性等方面的检验,以确保产品的质量;5. 清理:清理物料上的油污和淬火渣,清理工艺设备。
四、齿轮冰冷处理工艺的注意事项1. 使用性能优良的润滑油,防止物料表面损坏;2. 设备不能受到磨损而影响使用寿命;3. 注意物料表面温度,避免过热使表面失去硬度和耐磨性;4. 注意物料表面凝固时间,如果凝固时间太长会影响表面的精度;5. 严格控制温度,防止物料表面受到化学改变;6. 设备的工作环境必须清洁,以确保物料质量;7. 注意安全管理,确保处理过程的安全。
制冷技术的发展现状与未来发展趋势
制冷技术的发展现状与未来发展趋势制冷技术是现代社会不可缺少的一项技术,它广泛应用于空调、冰箱、食品冷柜、医药存储等领域。
然而,人们并不是尽善尽美地掌握了制冷技术,仍然在不断改进。
本文将探讨制冷技术的现状和未来发展趋势。
一.制冷技术的现状目前,最常用的制冷技术是压缩式制冷。
这种制冷技术的核心是制冷剂和压缩机。
制冷剂流经四个部分:蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀。
首先,制冷剂在蒸发器中吸收外界热量,变成气态,并吸收热量,然后进入压缩机被压缩,此时温度和压力都会上升,然后被送入冷凝器,这时候因冷凝器中的散热器的冷却作用而冷凝变成液态,温度迅速降低,最后通过节流阀降压,回到蒸发器再一次循环。
这种制冷技术的优点是效率高、成本低,然而这种制冷技术也有它的弊端,如污染问题。
其中,全氟烷(R-12)和氢氟碳化物(R-22)是常用的制冷剂,但它们会破坏臭氧层。
因此,国际上已经禁用这些制冷剂,许多国家也在逐步转向使用更环保的制冷剂,如R410A、R290、R407C等制冷剂。
二.制冷技术的未来发展趋势1. 低温制冷技术随着科学技术的不断进步,制冷技术也不断发展,未来的发展趋势将是低温制冷技术。
低温制冷技术主要应用于特殊的领域,如产业制冷、航空航天等。
它是在相对低温下进行的制冷技术。
低温制冷技术的突破将给航天和石油领域带来重大的发展机遇。
2. 新的制冷剂在制冷剂的发展方面,未来的制冷剂将大规模采用天然制冷剂和低全球变暖潜势制冷剂。
天然制冷剂具有绿色环保、零全球变暖等较好的特点,周围环境的污染很小,而且未来的制冷剂将会发展成多元复合的状态,以供应不同问题的解决方案。
3. 制冷技术的自动化随着智能化的发展和技术领域的提升,未来的制冷技术将逐渐实现自动化和信息化。
这将极大地提高制冷技术的生产效率和稳定性。
自动化制冷技术不仅可以减少人员的操作,也可以更加精确地控制温度和湿度等参数,以达到更好的使用效果。
总结:如今,随着人们生活水平的提高和环境保护意识的抬高,未来的制冷技术将会越来越智能化和环保。
钢铁材料的冷处理
钢铁材料的冷处理摘要:钢铁材料的冷处理是在钢铁制品制造过程中必不可少的一个环节。
通过冷处理可以提高钢铁材料的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性。
本文主要介绍了钢铁材料冷处理工艺的原理和方法,以及冷处理对钢铁材料性能的影响和应用。
关键词:钢铁材料、冷处理、硬度、强度、韧性、耐腐蚀性、影响、应用正文:一、引言钢铁材料是现代社会的基础建设材料,广泛应用于建筑、船舶、交通工具、机械设备等领域。
钢铁材料的冷处理是钢铁制品制造过程中必不可少的一个环节,可以提高钢铁材料的硬度、强度、韧性和耐腐蚀性。
二、冷处理的原理和方法1. 冷处理的原理冷处理是指将已经热处理过的钢铁制品通过冷却处理,使其达到所需的性能和应用要求的一种热加工工艺。
冷处理能够改变金属晶体结构和组织,提高材料硬度和强度,并且对材料的韧性和耐腐蚀性也有很大的改善。
2. 冷处理的方法常用的冷处理方法有水淬、油淬、空气冷却等。
其中,水淬是最常用的冷处理方法,其速度较快,可以使钢铁材料迅速冷却,在短时间内达到硬度和强度的要求;油淬速度比水淬慢,能够控制钢铁材料的硬度和强度,同时还能减少材料内部的应力。
三、冷处理对钢铁材料性能的影响1. 冷处理对硬度的影响通过冷处理,钢铁材料的晶体结构和组织会发生改变,从而使材料的硬度得到提高。
通常情况下,冷处理后的钢铁材料的硬度比热处理前提高几倍。
2. 冷处理对强度的影响冷处理可以使钢铁材料的晶体结构更加紧密,内部应力减少,从而提高钢铁材料的强度。
一般来说,冷处理后的钢铁材料的强度比热处理前提高20%以上。
3. 冷处理对韧性的影响冷处理后的钢铁材料虽然具有很高的硬度和强度,但其韧性相对较低。
如果要求钢铁材料既有高硬度和强度,又要具有良好的韧性,可以通过热处理和再次冷处理的方式来实现。
4. 冷处理对耐腐蚀性的影响冷处理对钢铁材料的耐腐蚀性能有很大的影响。
一般来说,冷处理后的钢铁材料的耐腐蚀性会得到提高。
四、冷处理的应用冷处理广泛应用于各种制品制造过程中,例如汽车、机械设备、工具等。
金属材料冷处理
金属材料冷处理金属材料冷处理是指将金属材料经过特定方式的冷却,以改善金属材料的性能或结构的一种方法。
合金是由许多不同的元素组成的,细微的成分和组成差异会导致各种物理性能的变化,例如强度,硬度,韧性,抗腐蚀性,以及再结晶等等。
冷处理技术能够改善金属材料的性能,由此可见,金属材料冷处理在工程材料中具有极为重要的作用。
金属材料冷处理有以下几个方面:一、冷却处理冷却处理是指通过冷却处理技术,使金属材料的温度降低,以达到改善材料的结构性能的目的,使金属的结晶能够重新排列,同时也可以形成一定的强度,硬度和抗拉强度。
二、热处理热处理是指金属材料经过一定温度处理后,使金属材料变得更加坚硬,从而改善材料的力学性能。
例如,在热处理过程中,可以形成一定的硬度或软度,使金属更加坚硬,增强金属的抗挠性和抗压性,提高金属的抗腐蚀性,并降低金属的脆性。
三、退火处理退火处理是指金属材料在一定的低温环境下经过处理,以恢复材料的体积,改善材料的力学特性和耐磨性。
通常,金属材料在数十度的低温条件下经过一定时间的退火处理,可以改善其强度,抗拉强度等性能。
四、淬火处理淬火处理是指在一定的温度下经过一定时间的处理,使材料形成一定的组织和结构,从而改善材料的力学性能。
此外,淬火处理还可以使金属更加坚硬和耐磨,并可以提高金属的抗腐蚀能力。
五、温度回复处理温度回复处理是一种特殊的冷处理,它利用热力学原理,将金属材料在一定的温度和时间条件下进行处理,使金属材料重新回到最初状态,改善材料性能。
以上就是关于“金属材料冷处理”的基本介绍,根据不同应用需要,金属材料冷处理还可以采用其他技术,例如硬化、加热和冷却处理,以及组合这些技术的多种处理方法等。
以上这些技术都可以很好地改善金属材料的性能,满足工程材料的特殊需求。
金属材料冷处理不仅在工艺上具有重要意义,而且在商业上也具有广泛的应用。
比如说,金属材料冷处理技术可以用于金属制品的加工,从而提高金属制品的性能和质量,从而节省材料成本和生产成本。
深冷处理工艺
深冷处理工艺及设备一、什么是深冷处理?深冷处理是将金属在-150℃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,从而使得模具和刀具翻新数次后仍然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刀剪产品,翻新后寿命会显著降低。
深冷处理不仅应用于刀剪产品,而且能应用于制作刀剪产品的模具上,同样可以使模具寿命显著提高。
二、深冷处理的机理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,使金属表面积即耐磨面增大: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。
齿轮冰冷处理技术
齿轮冰冷处理技术齿轮冷处理技术是一种金属处理工艺,其最初应用于机械行业。
它是一种对待齿轮、啮合齿、滚子轴承、节球和其他零部件进行工艺改性的有效方法。
1、齿轮冷处理的基本原理:①冷处理表面硬度的原理:冷处理的基本原理是利用特殊的组合工艺来改变金属表面的硬度。
具体实施过程主要包括淬火、回火等步骤,利用特定的温度梯度和时间梯度对金属的表面层进行深入处理,以获得高硬度的表面图层。
②冷处理抗磨损性的改善原理:冷处理工艺通过将细小夹杂物,如碳、氮等,引入铸件表面,来调整其组织,使铸件表面具有良好的粗糙度,进而提高了其耐磨性能。
2、齿轮冷处理技术的优点:①具有良好的寿命:运用齿轮冷处理技术进行工艺改性能够处理出高强度、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性的产品,大大延长了其使用寿命,从而保证机械的正常使用效果。
②节约材料:齿轮冷处理技术具有节约材料的优点,在冷处理过程中不仅可以改善金属的性能,而且施加的组合作用对金属的界面形成脆性层,使金属构效应更加明显,大大节约了金属材料。
3、齿轮冷处理技术的应用范围:①电子零部件:有些电子零部件,比如电子元件、电阻器、电容器和电感器等,需要采用冷处理来提高其金属的硬度、耐用性和密封性,以保证其长寿。
②航空航天部件:航空航天零部件的安全性和可靠性要求极高,齿轮冷处理技术可以提高复杂零部件的硬度,提高其高温运行性能,减少重量和结构体积,从而提高机动性能。
③汽车行业零部件:随着汽车发展,能耗、安全性能和耐久性也更加突出,汽车行业采用冷处理技术来降低零部件结构摩擦力,有效提高发动机利用率,以及节约材料使用量,降低汽车的总体成本。
4、齿轮冷处理技术的安全措施:①正确使用温度计和湿度计,检查整个热处理过程的温度和湿度,确保过程的稳定性以及冷处理的质量;②正确安装并使用消火栓和报警装置,对极端情况进行充分防范;③恰当操作加热炉,使加热炉有效和安全使用,控制加热炉内部热量变化;④使用高品质的耐热合金补料和耐热液,避免过热造成金属材料的损坏;⑤严格执行安全操作流程,保证冷处理技术过程的正确性和安全性。
金属材料冷处理
金属材料冷处理金属材料冷处理是一种常见的冶金基础处理,是将金属材料经过热处理或其他处理手段,制造出机械性能和表面形貌优良的产品。
常见的金属冷处理方法包括常温固溶处理、淬火硬化处理、退火处理以及表面深冷处理,它们又分别有不同的应用。
一、常温固溶处理常温固溶处理即不需要热处理的固溶处理,也称为温度控制的固溶处理,是将铁、钢等金属材料与其它金属或化合物,在不变化材料组织结构的情况下,将这些材料以一种理想的体系回结构合在一起,从而改变它们的性能。
它的工作原理是采用冷凝的方法在增容剂的作用下将材料内部发生晶粒尺寸的减小和晶粒间由奥氏体转变为屈服的组织,从而获得加强的效果。
主要应用产品有轴承、销钉和螺母。
二、淬火硬化处理淬火硬化处理通常分为两步:先是淬火,然后再退火。
淬火后的金属材料具有更高的硬度,而且在退火中,还可以在材料表面产生一层厚度较大的膜,因此,淬火硬化处理制出的产品具有更高的硬度以及不易变形、不易磨损的特点,并且淬火后易于拉伸、打磨和冲压,由于它适用于更多的材料,因此在工业中得到了广泛应用。
淬火硬化处理的产品能够承受大的拉伸力和弯曲力,适用于制造增强性能的零件、机械零件和螺栓等产品。
三、退火处理退火处理的准备工序主要为淬火,然后进行退火。
退火的目的是改善金属材料的力学性能,使其变得更加灵活,在质量上也可以提高。
退火处理的原理是在淬火加热的温度下,通过合金中元素的溶解和结晶产生小晶粒,使金属材料具有更高的塑性、焊接性和耐磨性,使它们更适用于加工利用。
退火处理最常用的产品是轴承、销钉、齿轮和螺母等零件,它们在高温和高压环境下都能发挥出它们的最佳作用。
四、表面深冷处理表面深冷处理又称深心冷处理,是一种冷处理,它能够促使材料在其表面形成不容易磨损及耐疲劳性能良好的深层细晶粒组织,从而改善金属材料表面的力学性能。
表面深冷处理的机理可以归纳为:材料表面加热后,表面温度较低,温度从高落低时,晶粒在此过程中减小而析出,由表面液态层向里层逐步蔓延,形成细晶粒组织形态,使表面层硬度大大提高。
冷处理
冷处理—深冷处理冷处理所谓冷处理就是将淬火钢深冷至室温以下的处理方法。
钢件淬火后,再迅速将其冷却到室温以下的某一温度,使淬火后的残余奥氏体转变为马氏体,以增加钢件硬度和尺寸稳定性的热处理工艺。
冷处理实际上是淬火过程的继续。
也有称做低温处理(或深冷处理)的。
至于“冰冷处理”和“零下处理”这两个名词,不够确切,建议不再继续使用。
就冷处理的温度而言,即使在-190℃进行处理仍有一定(一般为百分之几)残存的奥氏体被保留下来。
因此,一般用-100~-80℃就足够了。
冷处理时间一般有30~90min就足够了。
冷处理可有效防止置裂。
当钢件急冷到常温并在常温下放置时,其残存的奥氏体将缓慢向马氏体转化,由于这种转变会导致内应力增加,最后就会开裂。
冷处理的主要工艺参数是:淬火工件在室温停留的时间、冷处理温度、深冷停留时间需冷处理的工件淬火后,允许在室温停留的时间取决于钢的Mc点温度。
Mc点在室温以上者,奥氏体陈化稳定敏感性强,工件淬火后如在室温停留,将引起残奥稳定化,降低冷处理效果。
Mc点在室温以下者,室温停留时,残奥陈化稳定的敏感性小,对冷处理效果影响不大。
有人按室温下陈化稳定程度将钢分为三类:第一类是陈化稳定不敏感的材料,可以在室温下停留一昼夜。
如18CrNiW、12Cr2Ni4W A、W9Cr4V等;第二类是具有中等敏感程度的材料,在室温下不得超过2~3h,如W18Cr4V、CrMn、T12、GCr15、CrWMn等;第三类是高敏感性材料,应在淬火冷至室温时立即进行冷处理,如T8、T9、9CrSi等。
试验指出,冷处理效果主要取决于冷处理温度和在室温停留时间。
冷处理温度越低,室温停留时间越短,效果越好。
工件淬火后,在室温停留不得超过半小时。
冷处理温度取决于钢的Mf点,一般工模具Mf点在-60℃左右,故冷处理温度可选在-60℃~-80℃。
一些高合金钢和高合金渗碳钢的Mf很低,约为-120℃~-180℃,因而冷处理温度应选定在-120℃~-180℃。
冷冻技术知识点总结
冷冻技术知识点总结引言:冷冻技术是指使用低温条件将物质冷却至接近或达到冰点以下的一种技术。
冷冻技术在食品加工、医药保鲜、科学实验等诸多领域都有广泛的应用。
本文将对冷冻技术的原理、应用、设备等方面进行全面的总结。
一、冷冻技术的基本原理冷冻技术是通过控制温度将材料中的水分凝固,使材料处于固定状态的一种技术。
其基本原理包括以下几点:1. 温度控制冷冻技术的核心是通过控制温度来实现对材料的冷冻。
通常,冷冻的温度范围在-18℃以下,达到冷凝水分的目的。
2. 冷凝水分在低温条件下,水分会失去流动性并逐渐凝固成固态。
这一过程是冷冻技术的核心。
3. 保持恒温冷冻过程中需要保持恒温,以确保材料能够充分冷冻,并且不因温度波动而产生不良影响。
4. 冷冻速度冷冻速度是指在达到一定温度条件下,将材料冷冻的速度。
冷冻速度过慢会使得材料内部的水分在过程中泄漏,从而影响冷冻效果。
二、冷冻技术的应用领域1. 食品加工食品加工是冷冻技术最为广泛的应用领域之一。
通过冷冻技术,可以有效保持食品的新鲜度和营养价值,延长食品的保质期,并且可以大大简化食品加工生产流程。
2. 医药保鲜在医药领域,冷冻技术主要应用于药物保鲜。
通过冷冻技术,可以有效延长药物的保存时间,保持药效,并且在运输过程中可以减少药物的损失。
3. 科学实验在科学研究领域,冷冻技术常用于保存实验样品、存储生物标本等方面。
通过冷冻技术,可以保持实验样品的原有性状,为科学研究提供了便利。
4. 物流运输在物流运输领域,冷冻技术主要应用于运输冷藏食品、生鲜农产品等。
通过冷冻技术,可以有效延长商品的保质期,保持商品的新鲜度,减少货物损失。
三、冷冻设备1. 冷冻室冷冻室是冷冻设备中最为常见的一种。
其主要原理是通过制冷系统将室内温度降低至设定的冷冻温度,从而实现对材料冷冻。
2. 冷冻机冷冻机是制冷系统的核心部件,通过压缩、冷凝、蒸发等过程,将室内的热量排出,从而降低温度。
3. 冷冻保鲜盒冷冻保鲜盒是一种用于冷冻食品的小型冷冻设备。
冷处理
冷处理—深冷处理冷处理所谓冷处理就是将淬火钢深冷至室温以下的处理方法。
钢件淬火后,再迅速将其冷却到室温以下的某一温度,使淬火后的残余奥氏体转变为马氏体,以增加钢件硬度和尺寸稳定性的热处理工艺。
冷处理实际上是淬火过程的继续。
也有称做低温处理(或深冷处理)的。
至于“冰冷处理”和“零下处理”这两个名词,不够确切,建议不再继续使用。
就冷处理的温度而言,即使在-190℃进行处理仍有一定(一般为百分之几)残存的奥氏体被保留下来。
因此,一般用-100~-80℃就足够了。
冷处理时间一般有30~90min就足够了。
冷处理可有效防止置裂。
当钢件急冷到常温并在常温下放置时,其残存的奥氏体将缓慢向马氏体转化,由于这种转变会导致内应力增加,最后就会开裂。
冷处理的主要工艺参数是:淬火工件在室温停留的时间、冷处理温度、深冷停留时间需冷处理的工件淬火后,允许在室温停留的时间取决于钢的Mc点温度。
Mc点在室温以上者,奥氏体陈化稳定敏感性强,工件淬火后如在室温停留,将引起残奥稳定化,降低冷处理效果。
Mc点在室温以下者,室温停留时,残奥陈化稳定的敏感性小,对冷处理效果影响不大。
有人按室温下陈化稳定程度将钢分为三类:第一类是陈化稳定不敏感的材料,可以在室温下停留一昼夜。
如18CrNiW、12Cr2Ni4W A、W9Cr4V等;第二类是具有中等敏感程度的材料,在室温下不得超过2~3h,如W18Cr4V、CrMn、T12、GCr15、CrWMn等;第三类是高敏感性材料,应在淬火冷至室温时立即进行冷处理,如T8、T9、9CrSi等。
试验指出,冷处理效果主要取决于冷处理温度和在室温停留时间。
冷处理温度越低,室温停留时间越短,效果越好。
工件淬火后,在室温停留不得超过半小时。
冷处理温度取决于钢的Mf点,一般工模具Mf点在-60℃左右,故冷处理温度可选在-60℃~-80℃。
一些高合金钢和高合金渗碳钢的Mf很低,约为-120℃~-180℃,因而冷处理温度应选定在-120℃~-180℃。
冷处理工艺依据
冷处理工艺依据
冷处理也叫冰冷处理、零下处理、深冷处理,是将淬火冷却到室温的钢件继续冷却马氏体转变开始点Ms以下的某一温度,一般为- 60—彌190℃,使在室温未完成转变的奥氏转变成马氏体。
冷理的目的是:①使模具零件具有精度保保持性,防止在室温因残留奧氏体。
变而发生尺寸变化;②促使未转变奥氏体更多地转变成马氏体,以进一步提高硬度,从而提零件的耐磨性和使用寿命。
?处理工艺依据模具零件所采用的钢种而定,一般取-60 - - 80℃已足够,过度地降温不能使奥氏体全部转变,反而会增加成本,并有开裂的可能性。
特殊隋况下可冷却到更低温度,如—190℃左右。
冷却方法常用的有在工业冰箱中或特制的冷处理专用设备中用空气质冷却;也有在于冰(固体C02)加入酒精的溶液中冷却,此法一般只能冷却到- 60C右,且不易控温,能耗大;还有的在液氮中( -196℃)冷却,此时为了强调深冷,区别于一般的冷(F理,亦称为深冷处理,.该法对于某些高铬钢的冲模效果尤其显著。
冷处理时,中残留奥氏体向马氏体转变主要发生在冷却过程中,中间停留会使奥氏体稳定化而影响马氏体转变的彻底完成。
达到预定的冷处理温度后,视零件尺寸大小和装炉情况,估计内外均的时间,不需要特意延长保温时间。
冷处理应在淬火后立即进行(即连续进行),但为了5.约能源消耗,一般先用冷
水冲洗,逐渐降温后再放入冷处理设备中或介质中。
降温宜缓慢,冷速过快易造成开裂。
冷处理完成后,取出零件在空气中自然缓慢地升到室温,然后再进行回火。
也有为了防止廾裂,弹火庙先进行低温(<2001:)回火冉进行冷处理,但冷处理效果就不太好了。
冷处理主要用于冷作模具的精密零件。
冷库制冷技术原理
冷库制冷技术原理冷库制冷技术是指通过一系列的工艺和设备,将热量从冷库内部传递到外部环境,从而使冷库内部温度降低的过程。
冷库制冷技术的原理主要涉及到热力学原理、物理原理和化学原理等多个方面。
1. 压缩冷缩循环原理冷库制冷技术主要使用了压缩冷缩循环原理。
这个原理是基于气体在压缩和膨胀过程中会吸收和释放热量的特性。
冷库制冷系统中的制冷剂通过压缩机被压缩成高温高压气体,然后通过冷凝器散热,使制冷剂冷却成高温高压液体。
接着,高温高压液体通过膨胀阀或节流阀降压,进入蒸发器,在蒸发器内部蒸发成低温低压气体,吸收冷库内部的热量,从而使冷库内部温度降低。
2. 传热原理冷库制冷技术中,传热是实现温度降低的重要过程。
传热主要通过三种方式进行:对流传热、传导传热和辐射传热。
冷库制冷系统中,冷凝器和蒸发器是传热的关键部分。
冷凝器通过与外界环境的对流传热,将制冷剂中吸收的热量传递给外界,使制冷剂冷却成高温高压液体。
蒸发器通过与冷库内部空气的对流传热,将制冷剂中的热量传递给冷库内部空气,使冷库内部温度降低。
3. 蒸发冷却原理冷库制冷技术中,蒸发冷却是制冷过程中的关键环节。
蒸发冷却是指在蒸发过程中,液体吸收热量而蒸发成气体,从而使周围环境温度降低的现象。
在冷库制冷系统中,制冷剂在蒸发器内部从液体蒸发成气体的过程中,吸收了冷库内部空气的热量,从而使冷库内部温度降低。
4. 制冷剂选择原理制冷剂是冷库制冷技术中的重要组成部分。
制冷剂的选择要考虑到多个因素,如热力学性质、环境影响、安全性等。
常见的制冷剂有氨、氟利昂、丙烷等。
在选择制冷剂时,要考虑到其热力学性质是否适合制冷系统的工作要求,同时要关注其对环境的影响和安全性。
5. 能量管理原理冷库制冷技术中,能量管理是实现高效制冷的关键。
通过合理设计和管理制冷系统,可以最大限度地提高能量利用率,减少能量浪费。
例如,可以采用变频调速技术,根据不同的冷却需求调整压缩机的运行频率,以减少能量消耗。
低温处理和热处理的主要原理
低温处理和热处理的主要原理1.低温处理(1)速冻速冻是在-17℃或更低的温度下急速冰冻被处理的农产品,是控制害虫的一种处理方法。
这种方法对防治许多害虫有效,常常用于处理那些由于害虫的原因而不能进口的产品,特别是用于处理某些水果和蔬菜。
这种处理方法包括在-17℃或更低的温度下预冻,接着按规定在-17℃或更低温度下保持一定时间,然后在不能高于-6℃温度下保藏。
速冻处理需具备满足上述温度处理的冷冻仓和贮藏仓,在冷冻仓内必须设置自动温度记录仪,记录速冻过程中温度的变化动态。
(2)冷处理冷处理是指应用持续的不低于冰点的低温作为控制害虫的一种处理方法。
这种方法对处理携带实蝇的热带水果有效,并已在实践中应用。
处理的时间常取决于冷藏的温度。
冷处理通常是在冷藏库内(包括陆地冷藏库和船舱冷藏库)进行。
处理的要求包括严格控制处理的温度和处理的时间,这是冷处理有效性的根本条件。
①冷藏库处理陆地冷藏库和船舱冷藏库必须符合如下条件:制冷设备能力应符合处理温度的要求并保证温度的稳定性;冷藏库应配备足够数量的温度记录传感器,每300M3的堆垛应配备三个传感器,一个用于检测空气温度,二个用于监测堆垛内水果或蔬菜的温度;使用的温度自动记录仪应精密准确,需获得检疫官员认可;冷藏库内应有空气循环系统,使库内各部温度一致。
②集装箱冷处理具备制冷设备并能自动控制箱内温度的集装箱,可以在运载过程对某些检疫物进行冷处理。
为监测处理的有效性,在进行低温处理时,于水果或蔬菜间放置温度自动记录仪,记录运输期间集装箱内水果或蔬菜的温度动态,40英尺集装箱放置三个温度记录仪,20英尺集装箱放置两个温度记录仪。
集装箱运抵口岸时,由检疫官员开启温度记录仪的铅封,检查处理时间和处理温度是否符合规定的要求。
2.热处理(1)蒸汽热处理蒸汽热处理是利用热饱和水蒸汽使农产品的温度提高到规定的要求,并在规定的时间内使温度维持在稳定状态,通过水蒸气冷凝作用释放出来的潜热,均匀而迅速地使被处理的水果升温,使可能存在于果实内部的实蝇死亡。
低温制冷技术的应用现状和发展趋势
低温制冷技术的应用现状和发展趋势近年来,随着科技的不断进步和社会的不断发展,人们对于低温制冷技术的需求越来越高。
低温制冷技术能够将物质降温至极低的温度,从而实现多种物质的储存、运输和加工等目的。
本文将从低温制冷技术的应用现状和发展趋势两个方面进行探讨。
一、低温制冷技术的应用现状低温制冷技术的应用范围非常广泛,包括科学实验、医疗、生物制药、食品加工、半导体制造等领域。
以下是几个典型的应用场景。
1、科学实验。
在天文学、物理学、核物理学等领域,低温制冷技术被广泛应用。
例如,超导技术需要将物质降温至很低的温度,才能实现零电阻效果。
制冷系统的应用效果对实验数据的准确性具有极大的影响。
2、医疗。
在医学领域,人体组织需要保存在极低的温度下,如器官移植、血液储存等。
这些应用需要稳定可靠的制冷系统,从而确保物质的保存和使用效果。
3、生物制药。
生物制药需要在极低的温度下制备和储存,以免影响其效用。
低温制冷技术可以帮助生物制药行业降低成本、提高生产效率、减少能耗。
4、食品加工。
在食品加工过程中,有些原料需要在极低的温度下储存和运输,如肉制品、海鲜食品等。
低温制冷技术的应用,不仅可以提高食品品质,还可以延长食品的保质期。
5、半导体制造。
半导体制造过程需要在特定的温度条件下进行,低温制冷技术可以帮助维持工作环境。
二、低温制冷技术的发展趋势低温制冷技术的发展趋势是多样化、高效化、智能化。
以下是几个方面的发展趋势。
1、多样化。
随着各行业对于制冷技术需求的不断增多,低温制冷技术的应用也将变得更加多样化。
例如,随着新领域的开发和需求的增多,低温制冷技术将为生物制药、半导体制造、纳米技术等领域提供更加全面和深入的解决方案。
2、高效化。
节能减排已成为当前国家经济社会发展的重要方向,低温制冷技术也同样需要节能环保。
因此,低温制冷技术的未来发展趋势将会更加高效、节能、环保。
例如,通过采用新型高效制冷材料和节能器件,可以使低温制冷技术的制冷效率和能源利用率有所提高。
铝合金深冷处理工艺
铝合金深冷处理工艺铝合金深冷处理工艺是一种常用于提高铝合金材料性能的热处理方法。
通过在低温下进行处理,可以改变铝合金材料的组织结构和机械性能,提高其硬度和强度,并提高其耐腐蚀性和磨损性能。
本文将介绍铝合金深冷处理的原理、工艺步骤及其在实际生产中的应用。
一、铝合金深冷处理的原理铝合金深冷处理是通过将铝合金材料置于低温环境中,使其凝固过程得以延长,从而在晶体内形成更细小的晶粒。
这样可以有效地提高材料的强度和硬度。
在深冷处理过程中,铝合金材料会经历两个阶段的凝固。
首先,室温下的液体相先凝固,形成初级晶核。
然后,在继续降低温度的过程中,液固相变完成,并使初级晶核进一步增长,形成更细小的晶粒。
最终,铝合金材料在低温下完全凝固,并获得更高的强度和硬度。
二、铝合金深冷处理工艺步骤铝合金深冷处理通常包括以下几个步骤:1.材料准备:首先需要准备好要进行深冷处理的铝合金材料。
常见的铝合金材料包括铝硅合金、铝镁合金和铝钛合金等。
2.预处理:材料需要经过清洗和退火等预处理步骤,以去除表面的油污和氧化物,并保证材料的均匀性。
3.冷却:材料被放置在特定的冷却介质中,如液氮或液氩中,以降低其温度。
冷却速度需要根据材料类型和要求进行控制。
4.深冷处理:经过冷却后,材料需要保持在低温环境中一段时间,以允许晶粒的再生长和晶格的再排列。
时间的长短取决于材料的类型和处理的要求。
5.驰放:处理过程完成后,材料需要从深冷环境中取出,并迅速恢复到室温。
这样可以避免由于温度变化过快而引起的应力和变形。
6.后处理:深冷处理后的材料可能需要进行退火和强化等后处理工艺,以进一步改善其性能。
三、铝合金深冷处理的应用铝合金深冷处理广泛应用于航空航天、汽车、电子和建筑等领域。
其主要应用包括以下几个方面:1.提高硬度和强度:深冷处理可以使铝合金材料的晶粒细小化,从而提高材料的硬度和强度。
这对于某些要求高强度和轻量化的应用场合,如航空航天和汽车制造等领域非常重要。
冷处理工艺
冷处理工艺嘿,朋友们,今儿咱们来聊聊一个既神秘又实用的工艺——冷处理工艺!别误会,这可不是啥冷漠待人的艺术,而是材料科学里的一门绝活儿,能让金属、塑料甚至某些复合材料在“冷静”中焕发新生!想象一下,一块热得通红的铁块,刚从火炉里蹦跶出来,浑身散发着炽热的气息,仿佛在说:“来吧,让我燃烧你的激情!”但咱们不急,给它来个“急刹车”,直接扔进冷水里,或者更高级点,用低温环境慢慢冷却,嘿,这就叫冷处理。
不过,别急着以为这只是简单的“冰火两重天”,这背后的学问,深着呢!冷处理,就像是给材料来个深度SPA,不仅去除了内心的“火气”,还悄悄提升了它的“体质”。
你想啊,金属在加热过程中,原子们兴奋地手拉手跳起了舞,冷却太快,它们可能就乱套了,形成内应力,让材料变得脆弱易碎。
而冷处理,就像是温柔地引导它们重新排列,找到最舒适的姿势,这样一来,材料的强度、韧性、耐磨性,统统都上了几个台阶!再打个比方,这就好比咱们跑完步,不能直接瘫地上,得慢慢走几步,拉伸一下,不然第二天准得肌肉酸痛。
冷处理,就是材料的“拉伸运动”,让它们在“冷静”中变得更加强壮。
不仅如此,冷处理还玩起了“时间魔术”。
不是所有的冷处理都是一蹴而就的,有时候,材料需要在低温下静静等待数小时,甚至数天,这过程就像是在酝酿一场无声的变革。
就像酿酒一样,时间越久,味道越醇厚,材料在低温的洗礼下,也会渐渐展现出它最完美的状态。
说到这,你是不是已经对冷处理工艺刮目相看了?它不仅在金属加工中大放异彩,连精密仪器、航空航天领域都离不开它的身影。
毕竟,谁不想让自己的宝贝在极端环境下依然稳如老狗,坚不可摧呢?总之,冷处理工艺,就像是材料界的“魔术师”,用它的独特魅力,让平凡的材料焕发出非凡的性能。
在这个追求高效与品质的时代,冷处理无疑是我们不可或缺的好帮手。
下次当你看到那些坚固耐用、性能卓越的产品时,不妨想一想,它们背后,或许就有着冷处理工艺那默默无闻却至关重要的贡献呢!。
金属冷加工知识点总结
一、金属冷加工的基本原理金属冷加工是通过对金属材料施加压力或拉力,使其发生塑性变形的加工过程。
冷加工的原理是利用金属材料的塑性变形性质,在室温下通过外力的作用,使其形状和尺寸发生变化。
冷加工时,金属材料的晶粒会发生滑移和再结晶等变化,从而产生变形,使工件的形状和尺寸得到控制和改变。
二、金属冷加工的工艺过程1.冷锻冷锻是通过对金属材料施加冲击力,使其在室温下发生塑性变形的一种加工方法。
冷锻包括手工锻造和机械锻造两种方式,主要用于生产锻件、紧固件、工具等零部件。
2.冷拔冷拔是利用拉力使金属材料产生塑性变形的一种加工方法。
冷拔主要用于生产线材、钢丝、钢管等产品,可以提高金属材料的强度和硬度。
3.冷挤压冷挤压是利用挤压力将金属材料挤压成所需形状的加工方法。
冷挤压主要用于生产铝合金型材、铜合金型材等产品,可以提高产品的表面质量和尺寸精度。
4.冷轧冷轧是通过对金属板材、带材进行轧制,使其形状和尺寸得到改变的加工方法。
冷轧主要用于生产冷轧钢板、冷轧铝板等产品,可以提高产品的平整度和表面质量。
5.冷切削冷切削是利用切削力将金属材料切削成所需形状和尺寸的加工方法。
冷切削主要用于生产薄板、薄壁管等产品,可以提高产品的平整度和表面质量。
三、金属冷加工的优缺点1.优点金属冷加工具有高强度、高硬度、高精度、表面质量好等优点,可以生产出尺寸精度高、表面光洁度好的产品。
2.缺点金属冷加工的缺点是设备投资大、生产效率低、能源消耗大等,成本相对较高。
金属冷加工的设备包括冷锻机、拉拔机、冷挤压机、冷轧机、冷切削机等。
这些设备可以根据金属材料的特性和加工需求,进行不同工艺过程的加工。
五、金属冷加工的应用领域金属冷加工广泛应用于汽车、航空航天、机械制造、电子电气等领域,可以生产汽车零部件、飞机零件、机械零件、半导体器件等产品。
六、金属冷加工的发展趋势随着工业技术的进步和市场需求的变化,金属冷加工正在向数字化、智能化、绿色化等方向发展。
冷成型技术
冷成型技术1. 简介冷成型技术是一种常见的金属加工方法,通过在室温下对金属材料进行塑性变形来制造各种零件和产品。
相比于热成型技术,冷成型具有更低的能耗、更高的生产效率和更好的产品质量。
本文将详细介绍冷成型技术的原理、工艺流程、应用领域以及发展趋势。
2. 原理冷成型技术基于金属材料在室温下具有一定的塑性,可以通过外力施加使其发生可逆形变和不可逆形变。
主要原理如下:•可逆形变:当外力作用于金属材料时,其晶格结构会发生弹性变形,即金属材料会恢复到没有外力作用时的初始状态。
•不可逆形变:当外力超过一定程度时,金属材料会出现塑性变形,即晶格结构发生永久改变。
基于以上原理,冷成型技术利用机械设备施加力量来使金属材料发生塑性变形,并通过模具来控制和定型成所需形状。
3. 工艺流程冷成型技术的工艺流程主要包括以下几个步骤:3.1 材料准备首先需要选择合适的金属材料作为原料,常见的有铝、铜、钢等。
根据产品要求,对材料进行切割或切割成合适的尺寸和形状,以便后续加工。
3.2 模具设计与制造根据产品的形状和尺寸要求,设计并制造相应的模具。
模具通常由硬质材料(如钢)制成,以保证其耐用性和精度。
3.3 冷成型加工将材料放置在冷成型机床上,并将模具安装在机床上。
通过控制机床运动和施加力量,使得金属材料在模具的作用下发生塑性变形。
冷成型可以采用单向拉伸、压缩、弯曲、冲压等不同方式进行。
3.4 后处理冷成型完成后,通常需要进行一些后处理操作,如去除余边、修整边缘等。
此外,还可以对产品进行表面处理(如涂层、镀膜等)以提高其防腐性和美观度。
4. 应用领域冷成型技术在许多领域都有广泛的应用,其中包括但不限于以下几个方面:4.1 汽车工业冷成型技术可以用于制造汽车零部件,如车身、车门、引擎罩等。
它可以提供高精度和高强度的产品,并能够满足汽车工业对质量和效率的要求。
4.2 家电行业冷成型技术可用于制造家电产品,如冰箱、洗衣机、空调等。
通过冷成型,可以生产出外形精美、耐用且符合设计要求的产品。
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20世纪二三十年代以来,伴随着材料科学的迅速发展,热处理原理和工艺日趋成熟,常规的热处理工艺对金属的强度和韧性很难同时有较大提高,只是以牺牲一方面性能来换取另一方面的性能,但很多的情况下,现有材料的强度和韧性尤其是耐蚀性不是十分的理想。
金属深冷工艺的提出,让人们看到了一种提高金属强度和韧性的独特热处理方法。
⑴何谓深冷处理(SSZ)所谓冷处理,一般将0~100℃的冷处理定义为普通冷处理,将-130℃以下的处理称为深冷处理,它是最新的强韧化处理工艺之一。
深冷处理按照工艺可分为深冷急热法和冷热循环法两种。
冷热循环稳定化处理是先将零件冷却到—40℃~—90℃或者更底的温度,保温一定时间,然后再把零件加热到不致降低零件机械性能的某一温度(通常为80℃~190℃),保温一段时间并重复多次这种循环过程。
“冷处理急热法”是日本大和久重雄提出的方法,该方法是将工、模具淬火后,不立即进行冷处理,先水浴后再置于处理槽当中于—80℃或—180℃下处理。
即—80℃为普通冷处理;—180℃为深冷处理,保温时间按每英寸体积为1小时计算。
保温后取出放入热水中快速加热。
在美国、前苏联、日本等国,不但把深冷技术用于高速钢、轴承钢、模具钢,以提高材料的耐磨性和强韧性,进而提高工件的整体使用寿命,同时还利用深冷技术对铝合金、铜合金、硬质合金、塑料、玻璃等进行深冷改性。
改善均匀性、稳定尺寸、减小变形、提高使用寿命。
⑵深冷处理机理钢的淬火过程就是使钢获得马氏体的过程,而淬火不能使钢中奥氏体全部转变为淬火组织,各种钢材热处理后都有部分奥氏体残存,其残存量随钢种及加热温度不同而变化,同时还有一定量的残余应力存在。
它们存在对工件的使用性能会产生或多或少的影响,深冷处理能使钢中奥氏体进一步转变为马氏体,并能改善和消除钢中残余应力的分布,析出更多的细小碳化物,从而起到弥散强化的作用,对无相变材料能使晶界发生畸变,从而增强基体性能。
⑶深冷处理的优点SSZ处理的最大优点是因γR的马氏体化使得工件硬度升高,从而提高了工件的耐蚀磨碎性能。
同时,防止时效变形,帕伦博士的研究表明,经深冷处理的工件具有下述优点:①γR在实质上已近乎完全转变为M;②与未经SSZ处理的工件或经普通冷处理之工件相比耐磨性得以提高;③进行了组织的细化和细小碳化物的析出过程;④硬度与CSZ处理工件几乎相同。
⑷深冷处理注意事项①不得将淬火时未冷至室温的工件直接放入深冷装置,以免开裂。
②冷至室温的工件应尽快放入深冷装置,以免使奥氏体稳定化,影响处理效果。
③一般钢深冷处理前不应回火,高速钢可在回火一次后进行深冷处理。
深冷处理设备⑴冷处理设备的发展在国外,冷处理在18世纪就已被瑞士人应用于钟表制造业,而深冷处理直到1937年才被世人所认识,深冷处理最早应用于医疗上,直到70年代才逐步在金属材料热处理上广泛应用,并研制开发了相应的冷处理专用设备。
其过程经历了从自然气氛到人工制冷到深冷机组到液氮做介质的深冷等几个阶段。
目前在国外,深冷专业设备已形成产业化,在我国,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。
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℃。
⑵深冷处理设备的应用现状目前在国外,深冷处理已广泛应用并实现了工业化大生产,其设备分周期式和连续式两种,其中周期式应用比较广泛。
在国内,设备主要是干冰制冷和制冷机组制冷,使用温度为0℃到-130℃,这种设备是以氟利昂或溴化锂做制冷剂,设备自身体积大,投资高,运行费用大,并对环境有污染。
1987年航空部3037T参照国外技术设计了“QLJ-130℃深冷处理机组”。
1990年天津热处理研究所开发了“液氮气化型深冷处理箱”。
装置可在0到-196℃温度范围内任意调节,该装置投资少,运行费用低,已在食品、医疗和工业研究中成功应用,并取得可观的经济效益。
国内外研究现状目前国内外在对深冷处理的研究上主要是着重于对其的应用,美国、前苏联、日本和德国等很早就将深冷技术运用于生产,但对其提高工件性能的机理研究较少且不全面。
国外对深冷处理机理的研究主要集中在工具钢上,70年代日本大和久重雄博士曾提出了3点权威性看法:⑴深冷处理可使残余奥氏体转化为马氏体;⑵晶粒细化;⑶有细小弥散的碳化物析出。
当时,大和久重雄博士提出的机理不很全面,也不明确,如深冷处理过程中,马氏体是变温形成还是等温形成,细小弥散碳化物的尺寸,碳化物的析出地点,碳化物的晶体结构以及深冷处理对晶体中微观缺陷的影响等均未加明示。
美国路易斯安娜理工大学F.BARRON教授的研究也认为深冷处理不仅可以使残余奥氏体转化为马氏体,而且还可使马氏体析出弥散碳化物,但仍没有表明所析出碳化物的尺寸,类型和准确的析出地点。
在国内关于深冷处理研究的文献报道是从80年代后开始的,其主要内容集中在高碳高合金钢的深冷处理工艺方面,甘肃工业大学、河北工学院和中南工业大学等是国内教早开展金属深冷处理研究的高校。
但对深冷处理机理方面的研究仍未突破文献的结论。
深冷处理研究的最新进展:近十多年以来特别是近两年来,国内以甘肃理工大学、河北工学院和中南工业大学等高校为首的科研机构一直致力于对工具钢、模具钢、刃具钢、量具钢以及有色金属的深冷处理的工艺及机理研究,并取得了一定的成果,部分成果已经应用于生产,还有一些成果处于中试阶段。
如甘肃工业大学对高速钢W18Cr4V深冷后发现,不仅合金的强韧性、耐磨性有所提高,用其制造的工模具使用寿命可以提高2~5倍,在解释这一现象时,不仅仅局限于残余奥氏体向马氏体转变、晶粒细化、析出弥散的碳化物等传统的机理,而是提出了自己全新的、更加详细的解释。
①模具材料在多次冲击条件下的韧性与残余奥氏体的形态及分布有关,刀具材料的强度与红硬性与马氏体脱溶微细碳花物有关。
②通过TEM观察证明,深冷处理有弥散碳化物分布在马氏体的挛晶带上,其直径在3~10nm,该碳化物的晶体结构为M6C型。
③通过X衍射晶体结构分析发现,深冷处理后马氏体晶格的轴比降低,这也证明了马氏体发生了碳化物脱溶分解。
④借助自行设计的低温动态组织计算机处理系统观察到金属材料在深冷处理过程中残余奥氏体向马氏体原位动态组织转变,并且残余奥氏体向马氏体转变时存在孕育时间,转变首先发生在试块的边缘附近,然后向内部深处发展。
在-196℃有明显的等温马氏体转变。
同时还发现深冷处理后的激烈升温阶段也发生少量的马氏体转变,但转变速度较慢,转变量较少。
⑤通过正电子湮没试验发现深冷处理后点缺陷密度有所变化。
黑色金属在深冷处理后的点缺陷密度有所上升,有色金属在深冷处理后的点缺陷密度有所下降。
点缺陷密度的变化对金属材料的性能有很多的影响,如有色金属铜合金经过深冷处理的空位密度下降,将使材料的电阻率有所下降,强度有所上升,密度增加等。
研究动向目前,深冷处理工艺研究已突破黑色金属领域,在有色金属,粉末冶金制品等方面也取得了较大的研究成果。
深冷处理正逐渐与其他多种工艺相结合,与其他多种设备相配套,应用范围正日益扩大,前景广阔。
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,其转变机理还有待进一步探讨,组织中残余奥氏体的数量及作用是目前深冷处理的主要方向。
深冷处理的主要原理及作用现在已被人们认识,但其应用目前仍有较大的局限性,其原因在于深冷处理装备的严重滞后。
因此,我们的主攻方向是开发相应的深冷处理装备,使该工艺应用于实践成为可能。
同时,拓展深冷处理工艺与其他工艺和设备的综合利用,进而提高产品性能,使寿命大幅度提高。
有人做过试验:就是把铝合金(5A06)的MIG焊焊接接头经过深冷处理,效果确实比较理想。
结论是:⑴对5A06铝合金焊接接头采用在—196℃以下深冷处理6个小时,缓慢升至室温的深冷处理工艺,可以使铝合金晶粒细化,组织均匀致密,硬度、拉伸强度等机械性能与传统的热处理工艺相比有显著提高。
因此该深冷处理工艺方法具有很大的工程应用价值和潜力。
⑵5A06铝合金焊接接头进行—180℃深冷处理5个小时,缓慢升至室温,可以使得铝和铝合金在深冷处理前后某些晶面的衍射峰时发生明显变化,使晶粒发生转动出现择优取向即织构现象,使力学性能提高。
⑶在液氮中深冷时铝合金焊接接头试样的机械性能不仅没有降低,深冷处理后的屈服强度与深冷处理前相比略有增加.焊缝残余应力的消除效果很明显。
只要使工艺进一步优化改进相信消除效果会更好,并可以应用于形状复杂的工程结构件。
深冷处理工艺随着机械工业的不断发展,对金属材料的要求也越来越高,如何在材料以及热处理工艺既定的前提下尽量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。
一、问题的提出:钢材在热处理工艺之后,其硬度及机械性能均大大提高,但热处理后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。
二、深冷工艺的优点:经过国内外许多金属材料研究者的不懈研究,深冷及超深冷处理工艺被认为是解决以上问题的最优方法,其优点如下:1、它使硬度较低的残余奥氏体转变为较硬的、更稳定的、耐磨性和抗热性更高的马氏体。
2、马氏体的晶界、晶界边缘、晶界内部分解、细化,析出大量超细微的碳化物,过饱和的马氏体在深冷的过程中,过饱和度降低,析出的超细微碳化物,与基体保持共格关系,能使马氏体晶格畸变并减小,微观应力降低,而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动,从而强化基体组织;同时由于超细微的碳化物析出,均匀分布在马氏体基体上,减弱了晶界催化作用,而基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度,又发挥了晶界强化作用。
从而使材料的综合力学性能得到三个方面的提高:材料的韧性改善,冲击韧性高,基体抗回火稳定性和抗疲劳性得到提高;耐磨损的性能得到提高;尺寸稳定性提高。
从而达到了强化基体,改善热处理质量,减少回火次数,延长模具寿命的目的。
3、材料经深冷处理后内部热应力和机械应力大为降低,并且由于降温过程中使微孔或应力集中部位产生了塑性流变,而在升温过程中会在此类空位表面产生压应力,这种压应力可以大大减轻缺陷对工件局部性能的损害,从而有效地减少了金属工件产生变形、开裂的可能性。
三、深冷工艺的生产使用效果1、高速钢冷作模具深冷处理不同处理工艺对W6Cr5Mo4V2Co(M2)钢残留奥氏体的影响(体积百分数%)热处理工艺残留奥氏体AR1240℃淬火+560℃×1h×3次回火 10-196℃深冷处理 5.6深冷处理过程中,大量的残留奥氏体转变为马氏体,特别是过饱和的亚稳定马氏体在从-196℃至室温过程中会降低过饱和度,析出弥散、尺寸仅为20―60A并与基体保持共格关系的超微细碳化物,可以使马氏体晶格畸变减小,微观应力降低,而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动,从而强化基体组织。