磁场热处理及其应用和发展前景

综述磁场热处理及其应用和发展前景孙忠继青岛铸造机械厂,青岛266021摘要简述了磁场热处理使钢强化的机制和强化效果,并将其与普通形变热处理作了比较。介绍了冷冲模的磁场淬火和高速钢的磁场回火等应用情况,展望了磁场热处理的发展前景。关键词磁场淬火磁场回火晶格形变强化中图分类号TG15697文献标识码A文章编号100816902004040017003MAGNETICHEATTREATMENTANDITSPROSPECTSINAPPLICATIONSANDDEVELOPMENTSUNZHONGJIQINGDAOCASTINGMACHINEWORKS,QINGDAO266021ABSTRACTMECHANISMANDEFFECTIVENESSFORMAGNETICHEATTREATMENTTOSTRENGTHENSTEELSWEREBRIEFLYDESCRIBEDTHEMAGNETICHEATTREATMENTISCOMPAREDWITHCOMMONTHERMOMECHANICALTREATMENTTHEAPPLICATIONSOFTHEMAGNETICHEATTREATMENT,SUCHASMAGNETICQUENCHINGFORCOLDPUNCHINGDIES,MAGNETICTEMPERINGANDSOON,WEREINTRODUCEDTHEDEVELOPMENTOFTHEMAGNETICHEATTREUTMENTWASPREDICTEDKEYWORKSMAGNETICQUENCHINGMAGNETICTEMPERINGLATTICEDISTORTIONSTRENGTHENING1前言磁场热处理,在诸多新型热处理方法中受到了更广泛的重视。磁场淬火能有效地改善各种金属材料的力学性能,因此,已成为国际材料科学领域中重要的研究课题之一。磁场淬火的实质,是利用外加磁场使奥氏体晶格发生形变即晶格畸变,形成位错胞,使马氏体细化并增加位错密度,改善力学性能。这与钢的形变热处理有相似之处。这虽是不同的两种形变方式,但可产生相同的组织结构位错胞,使材料得到强化。而磁场淬火提高材料的强韧化效果更突出,使用寿命的提高更显著。2磁场淬火工艺21磁场淬火工艺曲线磁场淬火工艺曲线如图1所示。图中ABCDEF线是从高温奥氏体冷却到马氏体点至马氏体转变结束全过程的连续晶格形变1,所以,工件在磁场中的冷却曲线是一条自始至终的晶格形变曲线。22磁场淬火工艺曲线与形变淬火工艺曲线的对比由文献2可知,根据奥氏体在冷却过程中形变温度的不同,钢的形变淬火工艺可分为高温形变淬火、低温形变淬火及复合形变淬火三种。从对图1的分析可知,磁场淬火与钢的形变热处理中的复合图1磁场淬火工艺曲线示意图FIG1SCHEMEOFMAGNETICFIELDQUENCHINGPROCESS收稿日期20030519作者简介孙忠继19364,男,高级工程师,发表论文近10篇,出版专著1本,获专利1项。71热处理2004年第19卷第4期形变淬火相似。其中AB线段代表高温奥氏体磁场晶格形变,CD线段代表低温奥氏体磁场晶格形变,DE线段代表马氏体转变过程中磁场晶格形变,EF线段代表马氏体转变后的磁场时效。总体为复合形变淬火。复合形变淬火对材料的力学性能改善最明显2。3磁场淬火对力学性能的影响由文献2可知,复合形变淬火时,材料的单位形变的屈服强度增量为076KG/MM2/高温形变淬火时,材料单位形变的屈服强度增量为050KG/MM2低温形变淬火时,材料单位形变的屈服强度增量为063KG/MM2/。复合形变淬火时的冲击值AK为47J,延伸率A为105,断面收缩率Z为39,与相应的低温形变淬火时的冲击值AK为37J,延伸率A为114及断面收缩率Z为36相比较,除了延伸率外,其余两项复合形变淬火时的冲击值和断面收缩率都比低温形变淬火的高。通过比较得知,复合形变淬火的强化效果最佳。由此引出,经磁场淬火的材料的强化效果也应该是很突出的。作者在磁场淬火研究中,对低铬耐磨材料经磁场淬火与普通淬火后的力学性能作了对比。经磁场粹火的低铬耐磨材料硬度提高了115HRC,冲击韧性提高了16,强度提高了2050,铸造