形变热处理是压力加工与热处理相结合的金属热处理工艺,在金属材料上有效地综合利用形变强化和相变强化、将压力加工与热处理操作相结合、使成形工艺同获得最终性能统一起来的一种工艺方法。

形变热处理的分类

形变热处理工艺分类有多种,主要有低温形变热处理、高温形变热处理、变塑钢形变热处理和预先形变热处理等。

(1)低温形变热处理。主要分为低温形变淬火 (亚稳奥氏体的形变淬火) 和低温形变等温淬火。

①低温形变淬火。将钢加热到奥氏体状态,保持一定时间,然后急冷至Ar1(奥氏体分样温度线)以下,而高于Ms(上马氏体点) 的温度 (约500~600℃),待温度均匀后,进行形变 (压力加工),随后淬冷,得到马氏体组织。此法主要用于结构钢、工具钢、合金元素含量较高,过冷奥氏体比较稳定的钢种。

②低温形变等温淬火。与低温形变淬火工艺前段相似,但形变、等温在下贝氏体区域进行,淬冷后得到下贝氏体组织。与低温形变淬火相比,可用于合金元素含量略低的钢种。低温形变热处理可以使钢在塑性基本保持相近的情况下,保持工件具有较好的强度、韧性,并提高其寿命。其工艺特点是形变在相变之前完成。

(2)高温形变热处理 (稳定奥氏体的形变热处理)。主要分为高温形变淬火和高温形变等温淬火。

①高温形变淬火。将钢加热到稳定奥氏体状态,在该状态下形变,随后淬冷,得到马氏体组织。此法应用广泛,对材料无特殊要求,一般碳钢、低合金钢均可应用。

②高温形变等温淬火。将钢加热到稳定奥氏体状态并发生形变后,在珠光体或下贝氏体区域进行等温转变,得到珠光体或下贝氏体组织。此法应用也较广泛。高温形变热处理的形变过程也在相变前完成。

(3)变塑钢形变热处理。利用具有形变诱发相变和相变诱发塑性的变塑钢种,通过固溶化处理,奥氏体化后,进行形变、深冷处理等一系列过程,继而发生马氏体转变的热处理工艺。此法形变在相变中进行,比较复杂。

(4)预先形变热处理。将处于退火、正火或调质状态的钢件,在室温或室温下适当温度形变强化,中间回火后,再快速加热进行淬火和最终回火的热处理工艺 。形变发生在室温。对结构钢、工具钢预先形变热处理,可达到提高强度,改善塑性的目的。

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