本文介紹了一種鋼材表面新的強化方法——低溫淬火法。它是在含氮的氣氛中進行的。含氮的奧氏體低溫淬火可以得到馬氏體,而鋼材內部組織沒有發生轉變。這種熱處理方法既可以達到表面強化的目的,又有節約能源、減小熱處理變形的優點。
低溫淬火是一種在溫度低于-150℃（-238℉）條件下加強金屬晶體結構的熱處理過程。已知某些材料的低溫處理能對其三個方面產生積極影響：
1、耐用性更持久：低溫淬火有助于促進熱處理鋼中的殘余奧氏體轉變為更硬的馬氏體。這一過程將顯著降低鋼晶體結構中的缺陷。
2、改善耐磨性：低溫淬火增加了η-碳化物的析出量。這種細微碳化物在馬氏體基質中充當粘合劑，能幫助馬氏體鋼抵抗磨損和腐蝕。
3、消除應力：所有的金屬都具有殘余應力。殘余應力是在金屬從液態凝固成固態過程中產生的力。這些應力將使局部易發生狀態變化（通常是不利的）。低溫淬火能夠通過組織結構均勻化來減少這些缺陷。
過程：低溫淬火金屬部件的方法包括首先使用氣態液氮使金屬緩慢冷卻。在從環境溫度冷卻到低溫處理溫度過程中的要點是避免熱應力。然后將金屬部件在約-190℃（-310℉）的溫度下，保持20到24小時，再加熱至+149℃（+300℉）。
高溫回火階段在降低馬氏體低溫轉變而引起的脆性過程中至關重要。低溫淬火能改變金屬的全部結構，而不僅僅是表面。這樣的好處在于經過熱處理的材料不會在進一步處理（如研磨）中失去已有的改性。
低溫淬火的對象是零件中的殘余奧氏體鋼，因此這種熱處理方式對鐵素體鋼和奧氏體鋼收效甚微，而對馬氏體鋼的性能有顯著的提升，如：高碳高鉻鋼，以及工具鋼。
除了鋼，低溫淬火也可用于處理鑄鐵、銅合金、鋁和鎂。該方法能從2到6個方面提高這些類型金屬的磨損壽命。低溫淬火工藝在20世紀60年代中葉首次商業化。
應用：
低溫淬火金屬部件的應用包括，但不僅限于以下行業：
航空航天和國防（例如武器平臺和制導系統），
汽車（例如剎車盤、變速箱和離合器），
切削工具(如刀具和鉆頭)，
樂器（如銅管樂器和鋼琴線），
醫療（如外科手術工具），
體育（如槍支，漁具和自行車零件）。
來源：360doc
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