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深冷技術(shù)就是利用冷媒介質(zhì)作為冷卻介質(zhì)，將淬火后的金屬材料的冷卻過(guò)程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度(-196℃)，從而達(dá)到發(fā)揮金屬材料性能的目的。深冷技術(shù)是近年來(lái)興起的一種發(fā)揮金屬工件性能的新工藝技術(shù)，是目前有效、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段。
在深冷加工過(guò)程中，金屬中大量殘余奧體轉(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℃至室溫的過(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少，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)碳化物顆粒析出后均勻分布在馬氏體基體上，減弱了晶界脆化作用，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，從而改善了工模具的性能，使硬度、抗沖擊韌性和耐磨性都顯著提高。
深冷技術(shù)的改進(jìn)效果不于工作表面,它滲入工件內(nèi)部,體現(xiàn)的是整體效應(yīng),所以可對(duì)工件進(jìn)行重磨,反復(fù)使用,而且對(duì)工件還有減少淬火應(yīng)力和增強(qiáng)尺寸穩(wěn)定性的作用。
有關(guān)深冷、超深冷處理析出更細(xì)小的彌散碳化物是指——在顯微鏡下看深冷、超深冷處理后馬氏板條尺寸明顯細(xì)小，表示原粗大的馬氏體板條在深冷、超深冷處理的過(guò)程中發(fā)生碎化，低碳馬氏體的碎化與深冷處理引起的馬氏體微分解有關(guān)。在深冷、超深冷處理過(guò)程中，馬氏在-190度低溫下，由于體積收縮Fe的晶格常數(shù)趨于縮小，而低溫下固溶度變小使馬氏體的過(guò)飽和度有所增加，亦使空位的平蘅濃度降低。這些都增加了碳原子析出偏聚的驅(qū)動(dòng)力，但低溫下原子運(yùn)動(dòng)困難，擴(kuò)散距離極短，馬氏體內(nèi)過(guò)飽和碳原子往往偏聚于附近的錯(cuò)位線上，在隨后的回溫過(guò)程中逐步形成超微細(xì)碳化物核心，脫落后使馬氏體發(fā)生微分解，內(nèi)部亞單元尺寸變小：低碳馬氏體在淬火過(guò)程中會(huì)發(fā)生回火現(xiàn)象，碳原子有部分偏聚并以有微細(xì)的碳化物析出，但仍是碳在α-Fe中過(guò)飽和固溶體。深冷、超深冷處理促進(jìn)碳原子更彌散偏聚，形成超微細(xì)碳化物核心使馬氏體分解，馬氏體內(nèi)界面增多而碎化。在深冷、超深冷處理的溫度回升階段碳原子的擴(kuò)散能力大大增加，而隨溫度回升空位平衡濃度也升高，從而更加快碳原子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。自回火產(chǎn)生的微細(xì)碳化物促進(jìn)碳化物的聚合長(zhǎng)大，深冷、超深冷處理形成的超微細(xì)碳化物在回溫過(guò)程和室溫保持中逐步聚合長(zhǎng)大。故深冷、超深冷處理后馬氏體內(nèi)碳化物微粒的數(shù)量增多且尺寸較大。
深冷處理的作用：
可轉(zhuǎn)變殘奧，提高工件的硬度和耐磨性，穩(wěn)定工件的尺寸。 可析出超細(xì)碳化物，提高工件的耐磨性；可細(xì)化晶粒，提高工件的沖擊韌性。
可成倍提高馬氏體不銹鋼的抗蝕性，提高工件的拋光性能。 可改善有色金屬的導(dǎo)電能力和抗蝕性。可減少模具變形、開(kāi)裂。提高工件的尺寸精度。