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| 形變熱處理 |
形變熱處理是壓力加工與熱處理相結合的金屬熱處理工藝，在金屬材料上有效地綜合利用形變強化和相變強化、將壓力加工與熱處理操作相結合、使成形工藝同獲得最終性能統一起來的一種工藝方法。形變熱處理不但能夠得到一般加工處理所達不到的高強度、高塑性和高韌性的良好配合，而且還能大大簡化鋼材或零件的生產流程，從而帶來相當好的經濟效益。
簡介
形變強化和相變強化相結合的一種綜合強化工藝。它包括金屬材料的範性形變和固態相變兩種過程，並將兩者有機地結合起來，利用金屬材料在形變過程中組織結構的改變，影響相變過程和相變產物，以得到所期望的組織與性能。（1）低溫形變熱處理。主要分為低溫形變淬火 （亞穩奧氏體的形變淬火） 和低溫形變等溫淬火。（1） 低溫形變淬火。將鋼加熱到奧氏體狀態，保持一定時間，然後急冷至Ar1（奧氏體分樣溫度線）以下，而高於Ms（上馬氏體點） 的溫度 （約500～600℃），待溫度均勻後，進行形變 （壓力加工），隨後淬冷，得到馬氏體組織。此法主要用於結構鋼、工具鋼、合金元素含量較高，過冷奧氏體比較穩定的鋼種。（2） 低溫形變等溫淬火。與低溫形變淬火工藝前段相似，但形變、等溫在下貝氏體區域進行，淬冷後得到下貝氏體組織。與低溫形變淬火相比，可用於合金元素含量略低的鋼種。低溫形變熱處理可以使鋼在塑性基本保持相近的情況下，保持工件具有較好的強度、韌性，並提高其壽命。其工藝特點是形變在相變之前完成。（2）高溫形變熱處理 （穩定奧氏體的形變熱處理）。主要分為高溫形變淬火和高溫形變等溫淬火。（1） 高溫形變淬火。將鋼加熱到穩定奧氏體狀態，在該狀態下形變，隨後淬冷，得到馬氏體組織。此法應用廣泛，對材料無特殊要求，一般碳鋼、低合金鋼均可應用。（2） 高溫形變等溫淬火。將鋼加熱到穩定奧氏體狀態並發生形變後，在珠光體或下貝氏體區域進行等溫轉變，得到珠光體或下貝氏體組織。此法應用也較廣泛。高溫形變熱處理的形變過程也在相變前完成。
評價
形變後產生了再結晶的細奧氏體晶粒，使冷卻轉變後的鐵素體也相應得到細化。形變後未發生再結晶的奧氏體中的大量晶體缺陷，為此後鐵素體的轉變提供了大量形核位置，並使鐵素體形核的熱激活過程更容易進行，這兩者使轉變後的鐵素體晶粒細化；此外形變的奧氏體有加速擴散過程，加速鐵素體轉變速度，提高鐵素體形成的溫度等作用（見附表中類型2）。奧氏體中的大量晶體缺陷使以共格方式長大的馬氏體、貝氏體晶體長大受阻，使轉變後的組織得到細化。奧氏體中的晶體缺陷可被其轉變的馬氏體、貝氏體所繼承，使轉變後的馬氏體或貝氏體組織的位錯密度高於一般熱處理形成的馬氏體和貝氏體的位錯密度。當奧氏體在形變過程產生形變誘發第二相析出時，這種現象尤為突出。形變誘發析出的第二相質點，釘扎了奧氏體已有的可動位錯；在進一步形變時，促進奧氏體增殖大量新的位錯，大大增加奧氏體中的位錯密度，相應地增加轉變後的馬氏體的位錯密度。馬氏體、貝氏體中位錯密度提高，是形變淬火得以提高鋼的強度的主要原因。這樣的馬氏體組織在回火時，由於位錯密度高，為碳化物提供了大量形核位置，結果使回火馬氏體中的碳化物質點更細小，分布更均勻。形變誘發由奧氏體中析出第二相，降低奧氏體中碳和合金的含量，有利於減少孿晶馬氏體，增多板條狀馬氏體的數量。馬氏體組織的細化、孿晶馬氏體的減少，以及回火時均勻的碳化物分布，是形變淬火鋼韌性好的原因。[1]