前言
  東莞市信展超冷科技有限公司向我們提出一些問題進行討論，其主要觀點是：客人不相信信展表述的“D2鋼模具熱處理淬、回火後在超冷處理時硬度會升高和變形是因殘留奧氏體過多和殘留應力釋放所致”的說法。
  為此信展自行處理了九種樣品送交我們進行分析，以求對上述疑問進行解答。
  檢　測　分　析

1. 基本理論

 為了闡明上述所提出的疑問，有必要將一些已公認不爭的基本理論要點給予明確。
 A、熱處理相變及其後果

1. 以D2鋼模具為例，在加熱到一定溫度奧氏體化後淬火冷卻過程中將發生由奧氏體向淬火馬氏體的相變。

1. 樣品及熱處理、超冷處理工藝、硬度及金相組織和共晶碳化物評級

信展公司提供的9種樣品（150×100×20mm）其熱處理、超冷處理工藝如下表：

1. 結果分析
2. 所用鋼材共晶碳化物不均勻度符合技術標準要求
3. 從表1硬度測定結果，三個組別9個樣品硬度均在58.5±0.5HRC之間，並沒有發現經超冷後硬度爬升現象，這是什麼原因呢？

上面在基本理論中提到：超冷處理是使淬、回火後未轉變的低硬度殘留奧氏體繼續轉變為高硬度的淬火馬氏體。顯然，這裏的前提是超冷處理前殘留奧氏體究竟有多少？而殘留奧氏體量與淬火溫度及回火溫度（及次數）有關。在本例的9個樣品中存在下列兩個決定殘留奧氏體量的因素：
採用較低的淬火溫度（1020℃），即奧氏體的合金化程度較低，淬火後殘留奧氏體量不多（約12～13％）；

1. 採用了高溫回火（500℃），殘留奧氏體已大部分轉變為馬氏體（500℃一次回火，殘留奧氏體僅剩約3％左右，經2～3次回火，剩餘殘留奧氏體量更少），因而即使剩餘3％殘留奧氏體在冷處理後全部轉為淬火馬氏體，對硬度的變化影響極微。

如果採用1050℃進行淬火，殘留奧氏體量高達23%，若經較低溫度回火（例如400℃以下）殘留奧氏體量較多，模具的硬度並不高（約57～58ＨＲＣ），此時若進行超冷處理，較多的殘留奧氏體轉變為馬氏體，會在硬度上表現明顯升高現象。

1. 關於變形問題

　　機械零件、模具等經常在放置和使用過程中尺寸超差、變形甚至開裂失效，這與它們在熱處理後仍然存在較多亞穩定組織、回火不足或機加工應力未得到有效減低或消除有關。。例如不穩定的殘留奧氏體會在一定外界條件下（溫度、壓力等）向淬火馬氏體轉變，由於體積效應出現組織附加應力；而淬火馬氏估也是一種不穩定組織，若求得到適當回火，其脆性很高，危害極大。
　　所以關於精密零件、模具的變形、超差，熱處理後殘留奧氏體多，組織不穩定是其原因之一。經過超冷處理儘量使殘留奧氏體轉變為淬火馬氏體，而淬火馬氏體再經回火，這是超冷處理穩定組織的一種有效方法之一。當然，精密模具等零件在放置和使用過程中發生尺寸超差、變形，過多殘留奧氏體使組織不穩定只是其中影響因素之一。而鋼村的冶金品質，例如高碳高鉻冷作模具鋼共晶碳化物不均勻度對熱處理、超冷處理後的殘留奧氏體量及分佈影響也大，又是影響變形程度的因素。
結論：
　　此次送檢鋼樣未發現因超冷處理後硬度明顯爬升的現象。這是因為原淬火溫度較低，淬火後殘留奧氏體量相對較少，且超冷處理前已經高溫回火，剩餘奧氏體量很少，故冷處理中轉變為馬氏體量也少，對硬度影響極微。
　　超冷處理後硬度爬升的前提是；超冷處理前殘留奧氏體量較多，而殘留奧氏體量的多少與熱處理淬火、回火工藝有關。
　　殘留奧氏體是一種不穩定的組織，它的存在會影響組織穩定性，在轉變為馬氏體時會由於比溶的變化而產生體積效應，對尺寸要求精密件應儘量減少殘留奧氏體量。

        　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　華南理工大學機械工程學院
                                                             2008年02月20日