液氮深冷箱是利用深冷箱產(chǎn)生的制冷效果，深冷處理一些金屬材料乃至非金屬材料，從而提高其強(qiáng)度、硬度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性等機(jī)械性能的儀器。實(shí)踐表明，冷凍處理可以使奧氏體向穩(wěn)定的馬氏體轉(zhuǎn)變，通常用在尺寸精度要求高的零件，目前主要是量具，精密軸承，仿形靠模等領(lǐng)域使用。

　　金屬材料在低溫會(huì)出現(xiàn)冷脆現(xiàn)象。除FCC金屬外，其他金屬隨著溫度下降，屈服強(qiáng)度急劇增加。當(dāng)試驗(yàn)溫度低于某一溫度TK時(shí)，材料由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，沖擊值或斷面收縮率急劇下降，斷口特征由纖維狀轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶狀，斷裂機(jī)理由微孔聚集性轉(zhuǎn)變?yōu)榇┚Ы饫硇?。因此，TK被定義為韌脆轉(zhuǎn)變溫度或低溫轉(zhuǎn)變溫度，這種現(xiàn)象被稱為低溫脆性(冷脆性)。低溫脆性的物理本質(zhì)：材料的屈服強(qiáng)度隨溫度下降而急劇增加。沖擊韌度是用來衡量材料抵抗沖擊能力的指標(biāo)，它是通過沖擊試驗(yàn)來確定的。

　　這種試驗(yàn)是在一次沖擊載荷作用下顯示試件缺口處的力學(xué)特性(韌性或脆性)。雖然試驗(yàn)中測(cè)定的沖擊吸收功或沖擊韌度，不能直接用于工程計(jì)算，但它可以作為判斷材料脆化趨勢(shì)的一個(gè)定性指標(biāo)，還可作為檢驗(yàn)材質(zhì)及熱處理工藝的一個(gè)重要手段，這是因?yàn)樗鼘?duì)材料的品質(zhì)，宏觀缺陷，顯微組織十分敏感的緣故。

　　為實(shí)現(xiàn)更低的制冷，液氮深冷箱采用液氮制冷或機(jī)械式制冷。液氮制冷可以到液氮的常壓沸點(diǎn)溫度-196℃。如果使用機(jī)械式制冷，要采取多級(jí)壓縮或復(fù)疊的技術(shù)措施。采用兩級(jí)壓縮的蒸汽壓縮系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)約-60℃以上溫區(qū)的有效制冷，采用兩級(jí)復(fù)疊循環(huán)可實(shí)現(xiàn)約-80℃以上溫區(qū)的有效制冷。兩級(jí)復(fù)疊循環(huán)的實(shí)質(zhì)是兩個(gè)單獨(dú)的單級(jí)節(jié)流制冷循環(huán)，高溫級(jí)對(duì)低溫級(jí)提供預(yù)冷，每上等的工作原理與單級(jí)蒸汽壓縮制冷循環(huán)一致。

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