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等溫淬火的作用以及其發(fā)展歷史

等溫淬火是應(yīng)用于黑色金屬的熱處理,尤其是鋼和球墨鑄鐵。在鋼中,它產(chǎn)生貝氏體微觀結(jié)構(gòu),而在鑄鐵中,它產(chǎn)生針狀鐵素體和高碳、稱為奧鐵體的穩(wěn)定奧氏體結(jié)構(gòu).它主要用于改善機(jī)械性能或減少/消除變形。等溫淬火由過(guò)程和觀結(jié)構(gòu)定義。應(yīng)用于不合適材料的典型等溫淬火工藝參數(shù)不會(huì)導(dǎo)致貝氏體或奧鐵體的形成,因此產(chǎn)品不會(huì)被稱為等溫淬火。兩種微結(jié)構(gòu)也可以通過(guò)其他方法產(chǎn)生。例如,它們可以用適當(dāng)?shù)暮辖鸷恳澡T態(tài)或空氣冷卻方式生產(chǎn)。這些材料也不稱為等溫淬火材料。

鋼的等溫淬火較早是在1930年代由當(dāng)時(shí)在美國(guó)鋼鐵公司開(kāi)發(fā)的。貝氏體必須早在其公認(rèn)的發(fā)現(xiàn)日期之前就已存在于鋼中,但由于可用的金相技術(shù)有限以及當(dāng)時(shí)的熱處理實(shí)踐形成的混合微觀結(jié)構(gòu),因此無(wú)法識(shí)別。巧合的情況激發(fā)了貝恩研究等溫相變。奧氏體和鋼的高溫相越來(lái)越被人們理解,并且已經(jīng)知道奧氏體可以在室溫下保留。通過(guò)在美國(guó)鋼鐵公司的聯(lián)系,貝恩意識(shí)到工業(yè)中正在使用等溫轉(zhuǎn)變,他開(kāi)始構(gòu)思新的實(shí)驗(yàn)。

對(duì)鋼等溫轉(zhuǎn)變的進(jìn)一步研究是貝恩和達(dá)文波特發(fā)現(xiàn)由“針狀、深色蝕刻聚集體”組成的新微觀結(jié)構(gòu)的結(jié)果。發(fā)現(xiàn)這種微觀結(jié)構(gòu)“在相同硬度下比回火馬氏體更堅(jiān)硬”。貝氏體鋼的商業(yè)開(kāi)發(fā)并不迅速。當(dāng)時(shí)常見(jiàn)的熱處理實(shí)踐以連續(xù)冷卻方法為特色,在實(shí)踐中無(wú)法產(chǎn)生完全貝氏體微觀結(jié)構(gòu)。可用的合金范圍要么產(chǎn)生混合微觀結(jié)構(gòu),要么產(chǎn)生過(guò)量的馬氏體。1958年含硼和鉬的低碳鋼的出現(xiàn)使全貝氏體鋼可以通過(guò)連續(xù)冷卻生產(chǎn)。因此,貝氏體鋼的商業(yè)用途是由于新的熱處理方法的發(fā)展而出現(xiàn)的,其中涉及將工件在固定溫度下保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間以允許轉(zhuǎn)變的步驟統(tǒng)稱為等溫淬火。

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