冷處理是使殘留奧氏體最大限度地轉(zhuǎn)變成高強度的馬氏體,并能減少表面疏松,降低表面粗糙度值的一個熱處理后工序,當(dāng)這個工序完成后,不僅僅是表面,幾乎可以使整個金屬的強度增加,耐磨性增加,尺寸穩(wěn)定性增加,產(chǎn)生磨削裂紋的趨勢降低。

關(guān)于冷處理效果的原因有兩種理論。一種理論是殘留奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變更完全。這一理論已被X射線衍射測量所證實。另一種理論是基于低溫處理導(dǎo)致的亞微觀碳化物沉淀導(dǎo)致的材料強化。與此相關(guān)的是,當(dāng)亞微觀碳化物析出時,馬氏體內(nèi)應(yīng)力降低。由于內(nèi)應(yīng)力降低而導(dǎo)致的微裂紋傾向的減少也被認為是性能改善的一個原因。

在美國、日本等國家,不但把冷處理用于高速鋼、軸承鋼、模具鋼,以提高材料的耐磨性和強韌性,進而提高工件的整體使用壽命,同時還利用冷處理對鋁合金、銅合金、硬質(zhì)合金、塑料、玻璃等進行改性,改善均勻性、穩(wěn)定尺寸、減小變形、提高使用壽命。

1)提高耐磨性

冷處理可以使絕大部分殘留奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,并在馬氏體內(nèi)析出高彌散度的碳化物顆粒,伴隨著基體組織的細微化,這種改變增加了硬度和韌性,降低了馬氏體的內(nèi)應(yīng)力。深冷處理后的磨損形態(tài)與未深冷的顯著不同,說明它們的磨損機理不同。