形变热处理

形变热处理是将钢在奥氏体状态下经形变(加工)后,接着进行淬火和回火的一种热处理工艺。因奥氏体加工温度不同,这项工艺又可分为三类主要工艺:

1)高温形变热处理:将钢在奥氏体稳定温度范围(>Ac3)形变后立即进行淬火。

2)中温形变热处理:将钢在奥氏体亚稳温度范围(低于Ac1,但高于Ms)进行形变加工(不产生珠光体或贝氏体相变),然后立即淬火和回火。

3)混合形变热处理:将钢先在奥氏体稳定温度范围形变,接着冷至中温亚稳区进行温加工,然后立即进行淬火和回火。

与一般热处理(淬火和回火)比较,形变热处理能使钢的强度有显著的提高,但塑性和韧性并不降低。

高温形变热处理只使强度稍有提高,这是由于钢经热加工后,位错密度并不增加,只是细化了奥氏体晶粒,从而细化了马氏体片,因而使强度略有提高。

钢经中温变形后,奥氏体内具有较高的位错密度,转变成为马氏体后,马氏体内具有较高的位错密度,从而强化了马氏体;形变使奥氏体晶粒细化,这对马氏体的强度也有贡献;奥氏体在亚稳区经形变使碳化物析出,它一方面因弥散分布而强化了的基体,又沿位错析出从而对位错具有钉扎作用,进一步提高强度,另一方面,由于奥氏体内析出碳化物,使奥氏体内碳(及合金元素)的含量减少,这样就提高了Ms点,使淬火后孪晶马氏体的数量减少,对钢的韧性有益。

钢经混合形变热处理后,强度最高、韧性最好。这是由于经高温形变后再经中温形变,不但使晶粒进一步细化,并且使碳化物析出更多,既提高了强度,又减少了孪晶马氏体的数量。

形变热处理虽然有很大的优点,但增加了形变工序,同时它不能应用于大的工件(短时间内达不到大的形变量)和焊接件(不能施加形变),因此它的应用也有很大的局限性。