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1、第26卷第3期兵器材料科學與工程Vol.26No.32003年5月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGMay2003!深冷處理原理及其在工業(yè)上的應用陳鼎l，陳吉華2，嚴紅革2，黃培云l（l.中南大學材料學院湖南長沙4l0083；2.湖南大學材料學院湖南長沙4l0082）摘要：作為一種新型的熱處理工藝，深冷處理已經(jīng)受到越來越廣泛關注。綜合現(xiàn)有的資料，較為詳細的介紹了深冷處理的機理以及在生產(chǎn)實際上的應用。并針對國內外研究現(xiàn)狀提出了一些觀點和展望。關鍵詞：深冷處理；機理；應用中圖分類號：TGl4；TGl56.9l文獻標識碼：A文章編號：l004—24
2、4X（2003）03—0068—05深冷處理，又稱超低溫處理（SSZ），是指在以液至-l50C，溫度偏差為3C以內。中科院低溫技術氮為制冷劑、-l30C以下對材料進行處理的方法而實驗中心于96年研制的深井式冷處理裝置，最低工達到給材料改性的目的。它是常規(guī)冷處理（CSZ）的作溫度為-l00C，溫度偏差為2C以內，升、降溫速一種延伸，其英文名稱為Cryogenictreatment，是一率為5~40C/1，不僅可調節(jié)還可以自動控制。此種從上世紀中期開始廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)的一種新外國內也有一些從國外引進的深冷處理設備，如寶工藝［l］。現(xiàn)有研究表明，深冷處理不僅可以顯著提鋼雙頻淬火車間引進
3、的軋輥深冷裝置，采用液氮制高黑色金屬、有色金屬、金屬合金、碳化物、塑料（包冷，最低溫度可達-l80C以下。在美國，六七十年括尼龍，泰弗龍）、硅酸鹽等材料的力學性能和使用代出現(xiàn)了許多液氮氣體法的深冷設備，如BOC公司壽命，穩(wěn)定尺寸，改善均勻性，減小變形，而且操作簡的Ellenite設備，可以均勻的冷卻，精確控溫。且可便、不破壞工件、無污染、成本低。具有可觀的經(jīng)濟以在-l50C保溫。八十年代以來，出現(xiàn)了電腦控制效益和市場前景。升降溫和處理飛機機翼的大型液氮深冷設備，如Cosmos公司的CI系列帶電腦控制的深冷設備。采l深冷處理工藝簡介用固化的程序嚴格控制升溫降溫速度，可實現(xiàn)-!.!深冷
4、處理的設備［"］l90C下的長時超低溫保溫。工件處理周期為40~一般用于普通冷處理（0~-l00C）的設備，通721。表l為各種冷處理設備的主要性能對比表。常用干冰，氨（或甲醇）和氟里昂壓縮機來制冷。也!."深冷處理的制度有用液氧制冷的，如l965年山西機床廠研制的液氧深冷處理根據(jù)制冷劑使用方法的不同可以分為冷處理設備，使用溫度為-80~-l00C，最低可以液體法和氣體法，但前者因為冷卻溫度較高（-達到-l35C。至于深冷處理有采用壓縮空氣來致l50C），且具有熱沖擊性容易導致某些脆性部件的冷的，如杭州制氧機研究所的大型軋輥深冷設備最斷裂，現(xiàn)在已經(jīng)不大采用，而氣體法則因為冷卻溫度低
5、使用溫度為-l30C和航空航天部青云儀器廠的表!各種冷處理設備的主要性能對比表空氣渦輪深冷機等最低使用溫度為-l60C。最常冷處理對環(huán)境冷處理降溫速工件受處理每介質種最低溫的污染溫度能度能否溫差的千克鋼的類用的深冷設備都采用液氮致冷，它既經(jīng)濟又方便，一度/C程度否選擇控制應力成本費/元來源有酒精般用液氮深冷罐來存儲液氮。國內外眾多學者和廠干冰冷處-78或丙酮不能不能大l~l.5外購理設備家研制了多種氣體制冷的液氮深冷設備，其中天津排出氟里昂復市熱處理研究所于l989年研制的液氮汽化型深冷合冷凍機-80有不能不能較大l~l.5外購空氣渦輪空氣隨時箱，溫度調節(jié)范圍為常溫至-l80C，液
6、氮消耗量為-l60無能能很小0.l深冷機無價供應每千克工件0.7kg液氮。華中理工大學于93年研一般液氮-l96無不能不能最大l.5~2外購深冷設備制的嵌套式深冷設備采用了雙重致冷方式，即外層可調液氮-l96無能能很小0.8~l外購箱機械致冷至-l8~-24C，內層箱采用液氮制冷深冷設備!收稿日期：2002-09-29；修訂日期：2003-03-05作者簡介：陳鼎（l975-），男，博士研究生，主要從事深冷處理和機械合金化研究，發(fā)表論文近20篇第3期陳鼎等：深冷處理原理及其在工業(yè)上的應用69低（-l96C）也沒有熱沖擊性而得到廣泛采用。2.l.4表面產(chǎn)生殘余壓應力關于深冷處理工藝參
7、數(shù)中的升降溫速度、保溫冷卻過程可能引起缺陷（微孔，內應力集中部時間、深冷處理次數(shù)和是否采用回火工藝以及回火位）的塑性流變。復溫過程中在空位表面產(chǎn)生殘余工藝和深冷處理工藝順序的關系，由于研究的結果應力，這種應力可以減輕缺陷對材料局部強度的損不同，至今尚未有一個統(tǒng)一的認識，但一般認為適當害。最終表現(xiàn)為磨料磨損抗力的提高。地控制升降溫速度（緩慢升降溫）對于材料的深冷處2.l.5深冷處理部分轉移了金屬原子的動能理效果為佳。而保溫時間和相關回火工藝的問題則原子間既存在使原子緊靠
