超深冷科技:当金属在热处理加硬至冷却过程中, 其中的合金与碳产生溶解并结合及扩散形成奥氏体( Austenite ), 在冷却过程时, 由于低温产生压制而形成马氏体( Martensite ), 而由于马氏体的终转变点 ( Mf ) 非常低, 例如: W18Cr4V ( 高速工具钢 ) 的 Mf 点为超过 -190°C, 因此淬火冷却到室温会残留大量奥氏体, 因而降低金属的硬度、耐磨性和使用寿命, 同时因为奥氏体的不稳定易发生***转变而导致的体积变化，造成金属碎裂, 再者, 还有许多物理性能特别是热性能和磁性下降。回火一般紧接着淬火进行，其目的是：（a）消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂。

由于奥氏体在低温环境下非常不稳固及分解, 使原来的缺陷 ( 微孔及内应力集中的部份 ) 产生塑性流动而变成***细化, 因此只要将金属置于超低温环境下, 其中的奥氏体会转化成马氏体, 内应力因而消除。

在超低温时由于***体积收缩, Fe 晶格常数缩细而加强碳原子析出的驱动力, 于是马氏体的基体析出大量超微细碳化物, 这些超微细结晶体会使物料的强度提高, 同时增加耐磨性与刚性。

超低温度可转移金属原子的运能, 使原子之间不能扩散分开从而使原子结合更紧密。

对于钢铁材料，零件淬火后，马氏体***中存在存在一定量的残余奥氏体，尤其是马氏体转变温度较低的材料，残余奥氏体可能多达10%以上。残余奥氏体是一种不稳定***，可以逐步转变成马氏体。在环境气氛作用下，放置一段时间后，工件会自动产生晶间开裂（通常称为“季裂”）。奥氏体转变成马氏体体积会变大，造成零件尺寸的变化。同时，奥氏体的机械性能也不稳定。深冷处理就是将淬火后工件置入较低温度的环境中（比如5℃以下的冷水中），促进残余奥氏体向马氏体的转变，以提高材料性能。一般比较重要的零件才会采用深冷工艺，比如精密量具，精密轴承等。

时效热处理

 

生产工艺

绝大多数进行时效强化的合金，原始***都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料。固溶体的溶解度随温度的上升而增大。在时效处理前进行淬火，就是为了在加热时使尽量多的溶质溶入固溶体，随后在快速冷却中溶解度虽然下降，但过剩的溶质来不及从固溶体中分析出来，而形成过饱和固溶体。为达到这一目的而进行的淬火常称为固溶热处理。[1]  

经过长期反复研究证实，时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物，也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集)，形成一些体积很小的溶质原子富集区。[1]  

在时效处理前进行固溶处理时，加热温度必须严格控制，以便使溶质原子能限度地固溶到固溶体中，同时又不致使合金发生熔化。排除炉内的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生性气体，及防止被处理物及支架的表面氧化。许多铝合金固溶处理加热温度容许的偏差只有5℃左右。进行人工时效处理，必须严格控制加热温度和保温时间，才能得到比较理想的强化效果。生产中有时采用分段时效，即先在室温或比室温稍高的温度下保温一段时间，然后在更高的温度下再保温一段时间。这样作有时会得到较好的效果。[1]  

马氏体时效钢淬火时会发生***转变，形成马氏体。马氏体就是一种过饱和固溶体。这种钢也可采用时效处理进行强化。[1]  

低碳钢冷态塑性变形后在室温下长期放置，强度提高，塑性降低，这种现象称为机械时效。[