紧固件的极限热机械处理的三种类型:

　　(1)大过冷和大变形条件下的γ→α相变

　　(2)具有弥散分布第二相的铁素体动态再结晶

　　(3)自发逆相变

　　在日本“超级钢(Ultra Steel)”项目的研究中，由Ngai博士领导的研究小组也采用了上述(l)、(2)两种方法。其特点在于采用了多向变形技术(Multi-directionDeformation)。单向变形的缺点是材料变形不均匀，应变主要集中于试样的中心部位;而双向或多向变形可明显改善应变分布的不均匀性和增加塑性约束，从而有利于获得均匀的超细晶组织。Nagai等人采用多向轧制技术，利用铁素体的动态再结晶，制备出18m m×18m m×20000m m和14mm×l6mm×2000mm样品尺寸的超细晶粒(dα=0.7μm)棒材和板材。

　　(l) 超大塑性变形法(Severe Plastic Deformation)

    在室温或温加工温度下对材料施加超大塑性变形，变形中材料组织逐步细化，从而获得超细晶粒组织。可以采用的变形工艺主要有等通道转角挤压、累积叠轧、表面机械研磨处理和高压扭转变形等。

　　(2) 马氏体冷轧退火法

　　绝大多数的超细晶粒制备方法需要大塑性变形，而Tsuji等最近提出了一种无需大变形即可获得超细晶的简单方法。具体工艺如下：

　　将2mm厚的Fe-0.13%C-0.37%Mn钢在1273K奥氏体化后淬水获得马氏体组织，再进行总压下量50%的三道次冷轧，最后在723～873K退火0.5 h。低于823K退火可获得平均尺寸为180nrn的超细铁素体晶粒及弥散分布的纳米碳化物，屈服强度超过800MPa，而延伸率可达20%。超细晶形成的微观机理为：冷轧促使马氏体分裂为厚度为60nrn的片状位错胞结构，且位错胞界为大角界面，这为超细晶的形成准备了必要的组织条件;退火中变形结构发生回复，位错胞转变为超细品。马氏体组织是较小变形量下就可获得超细晶的关键因素，原因有三点：

　　① 板条马氏体本身就具有细晶结构。EBSD分析表明，由大角晶界包围的马氏体束或域(block/Packet)的尺寸约3.2μm。细晶结构使塑性变形约束效应增加，变形不均性增加，促进了晶粒分裂;《紧固件》季刊 2006年4月 第五期 43

　　——所有的碳钢、低碳拉拔钢、中碳冷锻钢、高碳拉拨钢。

　　——易切钢、脱硫钢。

　　——用于螺栓、螺母和顶锻的低合金钢。

　　——硅弹簧钢。

　　——高强度微合金钢。

　　——焊条钢。

　　——不锈钢。