形變熱處理是將鋼在奧氏體狀態(tài)下經(jīng)形變(加工)后,接著進(jìn)行淬火和回火的一種熱處理工藝。因奧氏體加工溫度不同,這項工藝又可分為三類主要工藝:

1)高溫形變熱處理:將鋼在奧氏體穩(wěn)定溫度范圍(>Ac3)形變后立即進(jìn)行淬火。

2)中溫形變熱處理:將鋼在奧氏體亞穩(wěn)溫度范圍(低于Ac1,但高于Ms)進(jìn)行形變加工(不產(chǎn)生珠光體或貝氏體相變),然后立即淬火和回火。

3)混合形變熱處理:將鋼先在奧氏體穩(wěn)定溫度范圍形變,接著冷至中溫亞穩(wěn)區(qū)進(jìn)行溫加工,然后立即進(jìn)行淬火和回火。

與一般熱處理(淬火和回火)比較,形變熱處理能使鋼的強度有顯著的提高,但塑性和韌性并不降低。

高溫形變熱處理只使強度稍有提高,這是由于鋼經(jīng)熱加工后,位錯密度并不增加,只是細(xì)化了奧氏體晶粒,從而細(xì)化了馬氏體片,因而使強度略有提高。

鋼經(jīng)中溫變形后,奧氏體內(nèi)具有較高的位錯密度,轉(zhuǎn)變成為馬氏體后,馬氏體內(nèi)具有較高的位錯密度,從而強化了馬氏體;形變使奧氏體晶粒細(xì)化,這對馬氏體的強度也有貢獻(xiàn);奧氏體在亞穩(wěn)區(qū)經(jīng)形變使碳化物析出,它一方面因彌散分布而強化了的基體,又沿位錯析出從而對位錯具有釘扎作用,進(jìn)一步提高強度,另一方面,由于奧氏體內(nèi)析出碳化物,使奧氏體內(nèi)碳(及合金元素)的含量減少,這樣就提高了Ms點,使淬火后孿晶馬氏體的數(shù)量減少,對鋼的韌性有益。

鋼經(jīng)混合形變熱處理后,強度最高、韌性最好。這是由于經(jīng)高溫形變后再經(jīng)中溫形變,不但使晶粒進(jìn)一步細(xì)化,并且使碳化物析出更多,既提高了強度,又減少了孿晶馬氏體的數(shù)量。

形變熱處理雖然有很大的優(yōu)點,但增加了形變工序,同時它不能應(yīng)用于大的工件(短時間內(nèi)達(dá)不到大的形變量)和焊接件(不能施加形變),因此它的應(yīng)用也有很大的局限性。