金属行业应用

（1）钢铁行业应用

金属深冷是金属热处理的一个分支，因条件限制，直至1965年，美国才首次将金属深冷应用于工业生产，我国约在2000年左右，金属深冷才逐步进入工业化生产应用，现已进入汽车零部件制造、工模具制造、轧辊冷处理、精密机械部件制造、刀具制造等多个领域。根据《GB/T25743-2010 钢件深冷处理》的规定，金属深冷已包括了：工具钢、弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、渗碳钢和碳氮共渗钢等多个品种，根据现有的研究和应用成果归纳，金属深冷的作用主要有以下几点：

1、残余奥氏体转变马氏体。低温下（即Mf 点以下）残余奥氏体发生分解，转变为马氏体，提高了工件的硬度和强度。有些学者认为深冷处理可完全消除残余奥氏体；也有学者认为深冷只能降低残余奥氏体的数量，但不能完全消除；还有人认为深冷改变了残余奥氏体的形状、分布和亚结构，从而提高了钢的强韧性。从九州平台（集团）官方网站的应用分析看，深冷可消除80%以上的残奥。

2、马氏体析出超细碳化物。因为马氏体经深冷，体积收缩，Fe 的晶格常数有缩小的趋势，从而加强了碳原子析出的驱动力，但由于低温的扩散更为困难，扩散距离更短，于是在马氏体基体上析出了大量弥散的超微细碳化物，达到弥散强化的效果，从而显著提高耐磨性能。

3、表面产生残余压应力。冷却过程可能引起缺陷（微孔、内应力集中部位）的塑性流变。复温过程在空位表面产生残余压应力，这种应力可以减轻缺陷对材料局部强度的损害，最终表现为磨料磨损抗力的提高。

4、组织细化。组织细化使工件的强度和韧性同时得到提高，这主要指原来粗大的板条状马氏体发生了碎化，组织变得更均匀、更致密、更细化。

5、稳定尺寸。因残奥的转变、材料组织的细化以及材料缺陷的减少，深冷后的工件尺寸在后续使用中更加稳定，对于精密工件而言具有较大的意义。

（2）铝合金行业应用

铝合金在生产、加工变形过程中产生内部应力，传统方法为通过时效加热处理来降低内部应力，但由于铝合金本身熔点低，时效温度的提高，必然降低材料强度。因此铝合金淬火后时效处理通常在较低温度(小于200-250℃)下进行，这影响了应力消除效果，一般仅为10-35%左右。

采用深冷处理法，可有效降低20~90%的残余应力，而且其最大的优点，可以提高材料的强度、硬度、耐磨性和组织稳定性，对处理工件的形状、尺寸没有限制，在切削加工前进行深冷处理还可明显改善铝合金加工时易产生的严重加工变形倾向，提高材料的组织稳定性，对于一些精密铝合金部件来说，具有很大的应用价值。

（3）铜合金行业应用

国内已有少部分学者开始研究铜合金的冷处理，从已有的研究情况看，大家普遍都认为在低温的条件下，铜合金发生了类似于钢铁材料的残余奥氏体向马氏体的相转变以及细化晶粒，从而提高了铜合金的强度和硬度，但是对于深冷处理使铜合金的微观组织发生变化，从而改善铜合金性能的物理机制的研究，还缺乏足够的实验和理论依据来阐述。

铜合金作为制造业中不可缺少的应用材料，对其进行深冷处理研究具有重大意义。目前，有关铜合金的深冷处理转变机制还没有一个明确的定论，但其原理和作用已经逐渐被人们所认识，为以后的深入研究奠定了基础。随着铜合金深冷处理技术研究的不断深入，对它的转变机制和工艺措施研究变得更加系统，这必然推广铜合金的应用范围。

 （4）其他金属行业

以往由于条件的限制，我国对金属深冷领域的研究太少，美日德等国对金属深冷的研究领先我国，不仅在研究成果上，更体现在技术人员对深冷的认知程度上。如美国卡彭特（carpenter）技术公司研制的Custom465 475等材料，材料设计上就考虑了通过-80℃来进行充分相变，然后进行时效强化处理，抗拉和屈服强度可达1800Mpa以上，同时具有良好的断裂韧性，是目前PH不锈钢中拥有强度、韧性最佳结合的钢种，用于美国联合攻击机的拉杆, 襟翼轨道, 缝翼轨道, 传动装置, 发动机防振垫和起落架等部件，而我国目前还尚无类似牌号。

相对于加热，深冷还是一个新兴的领域，九州平台（集团）官方网站是国内较早从事液氮深冷设备开发的企业，具有丰富的研发和实践经验，有多个成熟产品，愿与各方用户合作，共同推进金属深冷的推广使用。