本文介紹了一種鋼材表面新的強(qiáng)化方法——低溫淬火法。它是在含氮的氣氛中進(jìn)行的。含氮的奧氏體低溫淬火可以得到馬氏體，而鋼材內(nèi)部組織沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)變。這種熱處理方法既可以達(dá)到表面強(qiáng)化的目的，又有節(jié)約能源、減小熱處理變形的優(yōu)點(diǎn)。

    低溫淬火是一種在溫度低于-150℃（-238℉）條件下加強(qiáng)金屬晶體結(jié)構(gòu)的熱處理過(guò)程。已知某些材料的低溫處理能對(duì)其三個(gè)方面產(chǎn)生積極影響：

    1、耐用性更持久：低溫淬火有助于促進(jìn)熱處理鋼中的殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)楦驳鸟R氏體。這一過(guò)程將顯著降低鋼晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷。

    2、改善耐磨性：低溫淬火增加了eta-碳化物的析出量。這種細(xì)微碳化物在馬氏體基質(zhì)中充當(dāng)粘合劑，能幫助馬氏體鋼抵抗磨損和腐蝕。

    3、消除應(yīng)力：所有的金屬都具有殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是在金屬?gòu)囊簯B(tài)凝固成固態(tài)過(guò)程中產(chǎn)生的力。這些應(yīng)力將使局部易發(fā)生狀態(tài)變化（通常是不利的）。低溫淬火能夠通過(guò)組織結(jié)構(gòu)均勻化來(lái)減少這些缺陷。

    過(guò)程：

    低溫淬火金屬部件的方法包括首先使用氣態(tài)液氮使金屬緩慢冷卻。在從環(huán)境溫度冷卻到低溫處理溫度過(guò)程中的要點(diǎn)是避免熱應(yīng)力。然后將金屬部件在約-190℃（-310℉）的溫度下，保持20到24小時(shí)，再加熱至+149℃（+300℉）。高溫回火階段在降低馬氏體低溫轉(zhuǎn)變而引起的脆性過(guò)程中至關(guān)重要。低溫淬火能改變金屬的全部結(jié)構(gòu)，而不僅僅是表面。這樣的好處在于經(jīng)過(guò)熱處理的材料不會(huì)在進(jìn)一步處理（如研磨）中失去已有的改性。

    低溫淬火的對(duì)象是零件中的殘余奧氏體鋼，因此這種熱處理方式對(duì)鐵素體鋼和奧氏體鋼收效甚微，而對(duì)馬氏體鋼的性能有顯著的提升，如：高碳高鉻鋼，以及工具鋼。

    除了鋼，低溫淬火也可用于處理鑄鐵、銅合金、鋁和鎂。該方法能從2到6個(gè)方面提高這些類型金屬的磨損壽命。低溫淬火工藝在20世紀(jì)60年代中葉首次商業(yè)化。

    應(yīng)用：

    低溫淬火金屬部件的應(yīng)用包括，但不僅限于以下行業(yè)：

    航空航天和國(guó)防（例如武器平臺(tái)和制導(dǎo)系統(tǒng)），

    汽車（例如剎車盤、變速箱和離合器），

    切削工具（如刀具和鉆頭），

    樂(lè)器（如銅管樂(lè)器和鋼琴線），

    醫(yī)療（如外科手術(shù)工具），

    體育（如槍支，漁具和自行車零件）。