馬氏體相變與深冷處理
材料經(jīng)奧氏體化后快速冷卻，在較低溫度下發(fā)生無擴散型的馬氏體相變。馬氏體轉(zhuǎn)變是強化材料的重要手段之一，是一種非常重要的固態(tài)相變。人們對馬氏體相變的研究經(jīng)歷了近100年的時間，形成了一些理論。但有些理論還不十分完善，如形核理論，切變模型等尚存在一些爭議，缺乏統(tǒng)一的認識。國內(nèi)的徐祖耀、鄧永瑞、王世道等研究學(xué)者對馬氏體相變的熱力學(xué)、動力學(xué)、晶體學(xué)、形核-長大等各方面進行了較為深入、系統(tǒng)的研究，提出了一些馬氏體相變的形核理論及物理模型，對馬氏體相變理論的進展和馬氏體相變在鐵基合金、有色合金、陶瓷材料和其他無機非金屬材料方面的應(yīng)用做出了重要的貢獻。
材料的馬氏體相變是一種無擴散相變，通過切變完成晶格改組，而不涉及成份變化，只有在冷卻過程中具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料才可能有馬氏體轉(zhuǎn)變。由于馬氏體轉(zhuǎn)變的無擴散性，相變需要很大的驅(qū)動力和過冷度。由淬火冷卻形成的馬氏體相變，又稱為熱誘發(fā)馬氏體相變，經(jīng)淬火處理后再配以回火處理，來調(diào)整硬度、韌性等以滿足各種工件的不同性能的要求。
目前工業(yè)生產(chǎn)中，金屬材料的淬火工藝主要是將工件加熱到材料的Ac3或Ac1以上30~50℃，保溫一定時間后，快速在水，鹽水或油中冷卻。這些淬火介質(zhì)的淬冷能力雖然都很強，但是由于先轉(zhuǎn)變的奧氏體對未轉(zhuǎn)變的奧氏體的轉(zhuǎn)變具有抑制作用，只有進一步增加相變驅(qū)動力，即增加過冷度才能使相變繼續(xù)進行，所以對于大多數(shù)的鐵碳合金，淬火后總是存在一部分殘余奧氏體。若殘余奧氏體含量過大，將會直接影響回火處理的質(zhì)量，達不到工件所要求的性能。此外，對于某些不銹鋼，高合金鋼，氧化鋯陶瓷等由于其Ms(馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度)遠遠低于室溫，所以常規(guī)的淬火介質(zhì)不能使材料淬火后得到全部馬氏體。
因此，為了提高工件的性能及使用壽命，得到滿意的淬火質(zhì)量，盡量減少殘余奧氏體以獲得最大數(shù)量的馬氏體，目前工業(yè)上采用深冷處理的方法，即淬冷至室溫的材料繼續(xù)冷卻到更低的溫度，使殘余奧氏體在這一過程中繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。這樣可進一步提高鋼的硬度和耐磨性，并穩(wěn)定鋼件的尺寸。
