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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组织细化, 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。

在超低温时由于组织体积收缩, 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。

时效热处理

生产工艺

绝大多数进行时效强化的合金，原始组织都是由一种固溶体和某些金属化合物所组成。消除应力的温度均应低于回火温度,保温时间比回火时间要长些,再缓慢冷却到室温。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。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。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组织转变，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。[

形变热处理

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。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250～500千克/平方毫米，良好的耐热性，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K，优良的绝缘性，耐击穿电压高达2000V，增强了抗腐蚀性能，在ω=0。（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。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。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。