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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。

深冷处理的三个阶段:

(1)降温阶段

缓慢降温的目的是彻底残余应力。因为淬火和回火的过程中,金属基体内会产生残余应力,在残余奥氏体在向马氏体转变的过程中,发生体积膨胀,也会使得残余应力增加,只有缓慢降温,才能抵消残余应力的增加,并彻底残余应力。基体内的残余应力一般情况下大家不予重视,但正是基体内的残余应力,使得刀剪产品产生崩裂等缺陷。迅速降温反而会增加残余应力。

(2) 保温阶段

保温的目的是使基体内的残余奥氏体尽可能的全部转变为马氏体,并尽可能多的产生碳化物颗粒,因为残余奥氏体向马氏体转变的过程是个缓慢的过程,保温时间的长短会影响到残余奥氏体转变的量,同时深冷后寿命的高低主要是保温时间的长短来决定的,通常情况下,保温2~4小时性能已经有所改善,但如果是高质量的产品,均需要使用24小时以上的保温时间,寿命的提高倍数与保温时间的长短有直接关系。

(3)升温阶段

缓慢升温的过程主要目的就是防止残余应力的产生。

国内深冷处理的研究因设备的限制一般采用液氮直冷法,即工件直接放入液氮内,保温时间比较短,一般保温时间与直径(mm)一致,这种办法会很大程度的增加残余应力,虽性能有所改




铸造铝合金热处理强化通常采用固溶处理及时效处理。固溶处理时加热到一定温度保温,然后速冷(水冷),以获得具有一定过饱和度的固溶体,再通过时效强化提高合金力学性能。近几年铝合金深冷处理也得到较多研究,并已证明可提高合金力学性能。铝合金深冷处理工艺比较单一,一般是固溶加热水冷到室温后再进行深冷处理,及随后时效处理。本文将铸造铝合金固溶加热保温后直接在液氮中冷却并保温一定时间,即将水冷工序与深冷处理工序合并为一个工序,称其为“固溶深冷处理”。通过测试合金力学性能变化,以探求铸造铝合金较佳热处理强化手段。
  
  实验材料为自制ZL合金、ZL101和ZL109三种铸造铝合金。自制ZL合金试样在实验室熔炼浇铸,成分(质量分数,%)为:7.0Si,1.0Mg,92Al。深冷处理介质为制氧车间提供的工业液氮(-196℃)。三种铸造铝合金分别采用下列三种工艺处理:
  
  ①固溶处理(水冷)+时效;
  
  ②②固溶处理(水冷)+液氮深冷48h+时效;
  
  ③③固溶加热保温后直接液氮深冷48h+时效。为了解深冷处理对时效性能影响,除上述人工时效外,部分试样还进行了75天自然时效,测试其硬度变化。
  
  Al-Si系合金经深冷处理后硬度、强度升高,具有明显强化作用,某些深冷处理工艺也可保持塑性改善,具有强韧化作用。固溶深冷处理对Al-Si系合金力学性能影响优于常规深冷处理。深冷处理对Al-Si系合金有预时效作用,促进第二相弥散均匀析出,有利于力学性能改善。
  




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