鋼的冷處理工藝

發(fā)布時間：2023-12-27

(1)冷處理的溫度冷處理的目的是將奧氏體冷到馬氏體轉(zhuǎn)變終了點以下，使其發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，所以冷處理的溫度一般都在Mf點附近。溫度過高，馬氏體轉(zhuǎn)變量少，效果不顯著；溫度過低，成本太高。

由于大多數(shù)鋼材的Mf點不低于-100℃，同時考慮到對工件性能的要求、設(shè)備的條件、工藝及操作的方便性，生產(chǎn)中常用的冷處理溫度一般在-30~-80℃之間，屬于冰冷處理范圍，對于一些特殊零件可采用更低的冷處理溫度。表1中列出了常用鋼種的Ms點和Mf點及冷處理效果。

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表1 常用鋼種的Ms點和Mf點

(2)保溫時間。冷處理的保溫時間與工件大小、批量多少及處理方法有關(guān)，以工件表里溫度達到均勻一致為原則。一般在成批處理時，保溫時間為0.5~2h。當(dāng)工件與冷凍劑直接接觸時，保溫時間為0.5~1h；非直接接觸時，可保溫1～2h。

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淬火鋼通過冷處理來消除殘留奧氏體，可以達到以下目的：

1)提高淬火鋼的硬度。

2)穩(wěn)定工件尺寸，防止工件發(fā)生畸變。

3)提高鋼的鐵磁性。

4)提高滲碳工件的疲勞性能。

鋼在淬火時，奧氏體冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)度開始溫度Ms點以下，開始形成馬氏體，直至馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度Mf，轉(zhuǎn)變結(jié)束。對于Mf點低于室溫的鋼，在淬火冷至室溫時，總會有一部分奧氏體沒有發(fā)生轉(zhuǎn)變而被保留下來，成為殘留奧氏體。殘留奧氏體的存在，不但影響淬火后的硬度，而且會影響精密零件的尺寸穩(wěn)定性。因為殘留奧氏體是不穩(wěn)定的組織，在使用過程中會發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，使工件產(chǎn)生畸變。為防止這種情況的發(fā)生，就要盡可能地消除殘留奧氏體，使奧氏體完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。這就要求淬火時能冷卻到鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度Mf以下，鋼淬火后經(jīng)冷處理即可達到這一目的。冷處理適用于要求硬度高、耐磨性好的精密零件。

工件的冷處理應(yīng)在淬火后立即進行。時間間隔一般不得超過0.5~1h。這是因為在室溫下停留過長的時間。殘留奧氏體會趨于穩(wěn)定，會降低冷處理的效果。但對于形狀復(fù)雜的高合金鋼工件，為防止其冷處理時開裂，也可在回火后進行冷處理，然后再進行一次低溫回火。

工件經(jīng)冷處理后必須及時回火，以獲得穩(wěn)定的回火馬氏體，并使殘留奧氏體進一步轉(zhuǎn)變。量具及精密儀器零件應(yīng)長時間回火和時效處理，標(biāo)準(zhǔn)量塊和高精密儀器零件可采用淬火-冷處理-回火-冷處理-回火的工藝流程，采用兩次冷處理-回火，目的在于進一步減少殘留奧氏體量，進一步增加零件的穩(wěn)定性。

零件經(jīng)冷處理后，殘留奧氏體量較冷處理前顯著減少，并使硬度較前有所提高。