如何实现精密尺寸的稳定时效热处理？

采用时效热处理工艺，其目的是进一步清除内应力，稳定工作尺寸。时效与回火有类似的作用。其方法有高温时效和低温时效两种。高温时效的温度略低于高温回火的温度，保温后缓冷到300℃以下出炉。低温时效的温度常采用100～160℃，时间很长（几十小时）。还有低温时效冷处理，冷处理的方法是将淬火钢放到0℃以下的某种介质中继续冷却，使钢中残留奥氏体继续转变为马氏体，冷处理的温度决定于钢的马氏体转变终了温度，一般常在-80～-50℃范围进行冷处理。

冷处理的目的主要是：

1）增加钢件的硬度和耐磨性（因残留奥氏体量减少，马氏体量增加）。

2）提高刀具的使用寿命。

3）增加钢件的尺寸稳定性（避免随后因残留奥氏体转变而使工件的尺寸形状改变）。冷处理常用来处理精密轴承、量具、油泵油嘴等精密尺寸要求高的工件。

图2.26.2 再结晶后的晶粒大小与变形度的关系

奥氏体是碳在γ-Fe中的固溶体，晶体点阵为面心立方晶格（图2.26.3）。奥氏体内铁原子之间的空隙较大，故溶碳能力较大。在热处理加热时如何获得细而均匀一致的奥氏体组织，常常是保证热处理产品质量的关键问题。(www.xing528.com)

马氏体是过饱和的碳在γ-Fe中的固溶体。晶体点阵由于含碳量呈饱和状态，从而使体心立方晶格被撑长，变成了歪曲的体心立方晶格（图2.26.4）。

图2.26.3 奥氏体面心立方晶格

图2.26.4 马氏体歪曲的体心立方晶格

由于体心立方晶格比面心立方晶格的比容大（单位质量的体积），所以伴随着奥氏体向马氏体的转变，体积必然发生膨胀（图2.26.5）。由图2.26.5可以看出，含碳量越高，马氏体转变时的体积变化越大，这种体积膨胀会对周围的奥氏体造成相当大的压力，阻碍它们向马氏体的转变，因此形成比容小的残留奥氏体，随着时间推移，这种残留奥氏体会继续向马氏体转变，体积膨胀会影响到工件的尺寸精度。