形变热处理

  将压力加工与热处理结合起来的金属热处理工艺。利用形变热处理，可以同时达到成形和改善显微组织的双重目的，使工件获得优异的强度和韧性，大幅度地改善工艺性能和使用性能，充分发挥金属材料的潜力，提高零件质量和寿命。
   锻工在锻造凿子和斧头等工具时，把锻打成形的工件立即放入水中淬火，就是形变热处理的早期应用。采用形变热处理工艺时可以省去一般热处理时的重新加热，从而节省能源、加热设备和车间面积，还可避免重新加热时的氧化、脱碳和畸变等问题。
   形变热处理自20世纪50年代初期开始研究以来，应用的范围日益扩大。它不仅可用于各种碳素结构钢、合金结构钢，还可用于工具钢、不锈钢、耐热钢、高温合金，以及以铝、镁、钛、铜等为基的有色金属合金。这种工艺可以采用各种热变形、温变形、冷变形成形方法，如锻、轧、挤压、拉拔等整体压力加工，旋压、摆动辗压、强力喷丸等表面或局部形变。形变热处理主要用于形状简单、截面变化和加工余量不大的工件。形变热处理的工艺方法很多，主要有高温形变热处理和低温形变热处理两大类。
   高温形变热处理  又可分为高温形变淬火、高温形变等温淬火和高温形变正火等。①高温形变淬火：将钢件加热到Ac3（见钢铁显微组织）以上 (950～1250℃)热锻或热轧,然后在水或油中急剧冷却,达到淬火目的。这种方法适用于低碳、中碳碳素结构钢和各种低合金结构钢，能够提高钢的强度，改善塑性、韧性，减小回火脆性的敏感性，提高在环境低温下的脆断抗力，已在多种调质锻件上获得应用。②高温形变等温淬火：将高温加热和产生形变之后的钢件,置于热浴中保持足够时间,使之发生等温转变。在珠光体温度区域等温转变后可以获得细密的片层状珠光体组织，从而提高钢的强度和韧性。在贝氏体区域进行等温转变则可使强度提高得更多。这种工艺可用于钢丝、螺钉等金属制品和零件。③高温形变正火：使高温形变后的钢料在吹风、喷水或喷雾的情况下冷却，以获得较细的铁素体加珠光体组织，从而在提高材料强度的同时降低脆性转变温度。这种工艺主要用于低碳低合金高强度钢。应用越来越广泛的控制轧制就是采取这种方式。
   低温形变热处理  可区分为低温形变淬火、低温形变等温淬火等。①低温形变淬火：将钢料加热到正常的奥氏体化温度,然后在500～600℃间停留,待内外温度均匀后立即进行形变量为60～90％的形变，随之淬冷。这种方法适用于合金元素含量较高、过冷奥氏体孕育期较长的钢种,如热模具钢等,可以在几乎不损失塑性的条件下得到很高 (达294兆帕)的抗拉强度。②低温形变等温淬火：可用于含合金元素略低的钢种。首先将钢料加热至奥氏体化温度，然后在下贝氏体区域进行形变，随之淬冷。采用低温形变等温淬火后，工件可以得到中等强度和较好的韧性。