深冷处理对马氏体不锈钢组织和性能的影响开题报告

全文总字数：5658字

1. 研究目的与意义（文献综述）

进入21世纪以来，中国正努力从制造大国向制造强国进行转变，厨刀作为人们日常使用的必需品，每年有巨大的消耗量。全球厨刀产量60%以上在中国，每年厨刀产值超过500亿人民币，但是国产厨刀普遍使用寿命较低，而且消耗大量的稀有金属资源。如果将现有厨刀性能和使用寿命提高1倍，甚至是50%，都将产生巨大的经济效益和社会效益。

生产中，通常把材料经过普通热处理后，再进一步冷却到-100°Ｃ以下（通常为-100°c——196°Ｃ）的冷处理称为深冷处理，深冷处理又叫超低温处理，它是普通热处理的延续，是低温技术的一个分支。深冷处理的冷却介质通常为液氮。这主要是由于液氮价格便宜，且化学性质稳定、无毒无污染。此外，液氮是制氧工业的副产品，来源非常广泛，其最低冷却温度可达-196°Ｃ。因此，从绿色环保的角度来看，深冷处理属于绿色生产技术，较为符合21世纪绿色加工制造技术的发展方向。按照深冷处理工艺降温方式的不同，可分为缓慢降温法和直接浸入液氮法。直接浸入液氮法是将工件由室温直接浸入液氮中，然后将工件在液氮中保温一定时间，进行深冷处理的方法。直接浸入液氮法难以控制工件的升降温速率，工件在与液氮接触的瞬间出现急剧降温，研究者普遍认为此方法对工件的力学性能有较大的热冲击损害作用。但是，该方法的优点是设备简单。缓慢降温法是将工件以较慢的降温速率，降低至极低的温度，然后保温一定时间进行深冷处理的方法。该方法的深冷设备通常为可控升降温速率的程控深冷箱，其工作原理是将液氮从深冷箱的喷嘴中喷出，利用液氮的气化吸热来制冷，最低制冷温度可达-196°Ｃ。该方法的优点是对工件热冲击损害作用小，工件不易开裂，因此应用比较广泛，也较被认可。

对于马氏体不锈钢金属材料，深冷处理具有稳定工件尺寸、提高耐磨损性及使用寿命的作用。影响深冷处理效果的主要因素有深冷温度、深冷降温速率、深冷与回火的工艺顺序及深冷保温时间等。根据不同的材质及用途，不同的深冷工艺参数对工件深冷作用效果的大小也不相同，而且有时差别较大。bd1n马氏体不锈钢是美国卡朋特科技公司所开发的优质合金钢材，铬含量高，耐蚀性强，组织均匀，耐磨性好，热处理后硬度高。该钢材在国产刀具中使用较多，具有一定的代表性。

2. 研究的基本内容与方案

材料制备： 原材料为bd1n马氏体不锈钢。使用砂轮机切割制备大小为10mm×10mm×5mm试样24个，热处理状态为淬火、深冷处理、回火。淬火温度分为4组，分别为1010、1030、1050、1070°c，每个温度保温时间分别保温5、15、30min，淬火后再分两组，一组进行深冷处理，另一组作为对照。镶嵌试样后经磨样、抛光、腐蚀制成金相试样。

材料表征：对bd1n马氏体不锈钢热处理后进行结构和相含量分析，通过进行金相显微镜分析、xrd、sem等表征手段对其形貌结构和相组成含量进行分析，通过硬度测试等手段对其力学性能进行分析。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[1] g. prieto, j.e.perezipi, w.r.tuckart. cryogenic treatments on aisi420 stainless steel: microstructure and mechanical properties [j]. materialsscience engineering a, 2014, 605:236–243.

[2] m. pérez,f.j. belzunce,the effect of deep cryogenic treatments on the mechanicalproperties of an aisi h13 steel,mater. sci. eng. a (2015), https://dio.org/10.1016/j.msea.2014.11.051.

[3] vitaliy edanilchenko, vladimir f mazanko, alexander v filatov et al.. the effect ofcyclic martensitic transformations on diffusion of cobalt atoms infe-18wt.%mn-2wt.%si alloy[j]. nanoscale research letters, 2015, 10(1).