热处理是指材料在固态下,半成品热处理,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用越来越重要。
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称,是碳在α-fe中的过饱和固溶体。由德国冶金学家 adolf martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(te)或者板条状(lath),但是在金相观察中(二维)通常表现为针状(needle-shaped),这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体心四方结构(bct)。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织
对于钢铁材料,整体热处理,零件淬火后,棒料热处理,马氏体组织中存在存在一定量的残余奥氏体,尤其是马氏体转变温度较低的材料,残余奥氏体可能多达10%以上。残余奥氏体是一种不稳定组织,可以逐步转变成马氏体。奥氏体转变成马氏体体积会变大,造成零件尺寸的变化。同时,热处理,奥氏体的机械性能也不稳定。深冷处理就是将淬火后工件置入较低温度的环境中(比如5℃以下的冷水中),促进残余奥氏体向马氏体的转变,以提高材料性能。一般比较重要的零件才会采用深冷工艺,比如精密量具,精密轴承等。
又称辉光渗氮,是利用辉光放电原理进行的。把金属工件作为阴极放入通有含氮介质的负压容器中,通电后介质中的氮氢原子被电离,在阴阳极之间形成等离子区。在等离子区强电场作用下,氮和氢的正离子以高速向工件表面轰击。离子的高动能转变为热能,加热工件表面至所需温度。由于离子的轰击,工件表面产生原子溅射,因而得到净化,同时由于吸附和扩散作用,氮遂渗入工件表面。
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