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由于奧氏體在低溫環(huán)境下非常不穩(wěn)固及分解, 使原來(lái)的缺陷 ( 微孔及內(nèi)應(yīng)力集中的部份 ) 產(chǎn)生塑性流動(dòng)而變成組織細(xì)化, 因此只要將金屬置于超低溫環(huán)境下, 其中的奧氏體會(huì)轉(zhuǎn)化成馬氏體, 內(nèi)應(yīng)力因而消除。

在超低溫時(shí)由于組織體積收縮, Fe 晶格常數(shù)縮細(xì)而加強(qiáng)碳原子析出的驅(qū)動(dòng)力, 于是馬氏體的基體析出大量超微細(xì)碳化物, 這些超微細(xì)結(jié)晶體會(huì)使物料的強(qiáng)度提高, 同時(shí)增加耐磨性與剛性。

超低溫度可轉(zhuǎn)移金屬原子的運(yùn)能, 使原子之間不能擴(kuò)散分開(kāi)從而使原子結(jié)合更緊密。

熱處理

熱處理是指材料在固態(tài)下，通過(guò)加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過(guò)程中，熱處理的作用越來(lái)越重要。

馬氏體(martensite)是黑色金屬材料的一種組織名稱，是碳在α-Fe中的過(guò)飽和固溶體。由德國(guó)冶金學(xué)家 Adolf Martens(1850-1914)于19世紀(jì)90年代在一種硬礦物中發(fā)現(xiàn)。馬氏體的三維組織形態(tài)通常有片狀(plate)或者板條狀(lath)，但是在金相觀察中（二維）通常表現(xiàn)為針狀（needle-shaped），這也是為什么在一些地方通常描述為針狀的原因。馬氏體的晶體結(jié)構(gòu)為體心四方結(jié)構(gòu)（BCT）。排除爐內(nèi)的主要功用是防止氨氣分解時(shí)與空氣接觸而發(fā)生性氣體，及防止被處理物及支架的表面氧化。中高碳鋼中加速冷卻通常能夠獲得這種組織

滲氮熱處理

又稱輝光滲氮，是利用輝光放電原理進(jìn)行的。把金屬工件作為陰極放入通有含氮介質(zhì)的負(fù)壓容器中，通電后介質(zhì)中的氮?dú)湓颖浑婋x，在陰陽(yáng)極之間形成等離子區(qū)。在等離子區(qū)強(qiáng)電場(chǎng)作用下，氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊。離子的高動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱工件表面至所需溫度。由于離子的轟擊，工件表面產(chǎn)生原子濺射，因而得到凈化，同時(shí)由于吸附和擴(kuò)散作用，氮遂滲入工件表面。由德國(guó)冶金學(xué)家AdolfMartens(1850-1914)于19世紀(jì)90年代在一種硬礦物中發(fā)現(xiàn)。

發(fā)黑熱處理

（1）發(fā)黑安全不用電，用堿性高溫發(fā)黑需100%用電。（2）提高工效：共需1-2小時(shí)。（3）發(fā)黑成本低，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便；對(duì)發(fā)黑時(shí)間作了嚴(yán)格的控制。（4）工藝適應(yīng)性強(qiáng)：解決了球墨鑄鐵不能發(fā)黑的難題。

一種軸承套圈倒角及擋邊的發(fā)藍(lán)防銹處理工藝。軸承套圈在熱處理后經(jīng)過(guò)除油脫脂，然后在水的混合溶液中進(jìn)行變色處理，其配比為2-3∶1，其余加水；加水量以溫度在 135℃-145℃為合適；時(shí)間15-25分鐘；取出套圈用清水沖洗后進(jìn)行鈍化處理，鈍化處理用溶液作為填充液，其濃度為12%-18%；在室溫下 1-2分鐘；對(duì)于形狀復(fù)雜的重要鍛件，在正火后還需進(jìn)行高溫回火（550-650℃）高溫回火的目的在于消除正火冷卻時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，提高韌性和塑性。經(jīng)鈍化處理并干燥后，放入105℃-120℃的機(jī)油或防銹油中 1-3分鐘，至氣泡完全消失后取出，停放10-15分鐘后檢驗(yàn)。該工藝生成的氧化物薄膜性能穩(wěn)定，在常溫下可長(zhǎng)期保護(hù)套圈倒角、擋邊處不生銹，軸承的外觀質(zhì)量得到明顯改善。

A3鋼用堿性發(fā)黑好一些。

實(shí)際操作中，需要注意的是工件發(fā)黑前除銹和除油的質(zhì)量，以及發(fā)黑后的鈍化浸油。發(fā)黑質(zhì)量的好壞往往因這些工序而變化。