超深冷熱處理加工是一種將物體冷卻至極低溫度的處理方法,通常處理溫度在零下150℃左右。
這種方法被廣泛應(yīng)用于材料、電子、航天等領(lǐng)域,主要用于改變材料的物理和化學(xué)性質(zhì),以達(dá)到優(yōu)化材料性能的目的。
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在超深冷處理過程中,由于物體溫度的降低,原子的運動速度變慢,原子間距變小,從而改變了物體的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì),這種方法可以提高材料的硬度、強度、韌性、耐磨性等性能,從而提高材料的機(jī)械性能。
針對特定材料,超深冷處理的效果有所不同。
例如,對于高速鋼,超深冷處理可以使金屬中大量殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,降低微觀應(yīng)力,析出彌散,并且超細(xì)小碳化物在材料塑性變形時有效阻礙錯位運動,從而強化基體組織,提升抗沖擊韌性、紅硬性和耐磨性。
對于硬質(zhì)合金,超深冷處理能有效調(diào)整內(nèi)部應(yīng)力,減少微裂紋的產(chǎn)生,提高抗疲勞強度和韌性,并增強鈷對碳化鎢的結(jié)合性能,有效提高耐磨性。
超深冷處理的實施方式主要有液體法和氣體法兩種,液體法是將工件直接放入液氮中,處理溫度為-150℃,氣體法則是通過液氮的汽化潛熱和低溫氮氣吸熱來制冷,處理溫度可達(dá)-196℃,處理效果較好。
然而,關(guān)于超深冷處理的升降溫速度,存在不同的觀點。
一種觀點認(rèn)為深冷的升降溫速度不能太快,以避免工件內(nèi)部的應(yīng)力增大,造成工件的變形或開裂。
另一種觀點則認(rèn)為應(yīng)快速冷卻或升溫,以使奧氏體更易轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,且直浸冷卻速率比油淬慢,不易引起材料的變形或開裂。