形变化学热处理最早是由中国学者提出并进行广泛研究的，它是将形变或者形变热处理与化学热处理相结合的方法，该工艺可以大幅度提高钢铁工件的表面接触疲劳强度、耐磨损性、热强性等性能，形变化学热处理是一种新的综合的很有发展前途和极具应用价值的热处理工艺。近年来，随着形变热处理的不断发展，国内外对形变化学热处理的研究也逐渐升温，在理论和实践上均取得了一定的成效。 众所周知，随着形变处理技术的日新月异，少切削、无切削工艺迅速在生产中发展起来，比如冷冲、冷精锻、喷丸、冷挤压、超塑性变形等。冷塑性变形导致组织发生改变，必然产生大量不同的晶体缺陷，这些缺陷如不能及时进行处理，轻则降低工件的使用寿命，甚至直接导致工件报废，造成巨大的经济损失。但是如果能将缺陷控制在一定程度内，对于后继的化学热处理将会带来有益的影响。硼铬稀土共渗时由于稀土元素和铬元素的加入，可以大幅度提高渗硼速度以及降低渗硼层的脆性，对应用和推广渗硼工艺，具有十分重要的意义。本文主要利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计(HV-1000、HX-1000)等现代分析和表征手段，系统研究了室温压缩、喷丸的冷塑性变形对低、中、高碳钢硼铬稀土共渗的影响。 对不同热处理工艺下冷塑性变形对20钢硼铬稀土共渗的研究表明，冷塑性变形后的共渗层深度得到大幅提升，共渗速度明显增加。在800℃x3h共渗工艺下，当压缩30％变形量时，试样较未变形试样共渗层层深增加15μm，共渗速度可提高21.56％：在850℃x4h共渗工艺下，喷丸1.5h试样较未变形试样共渗层层深增加20μm，共渗速度提高30.77％。测试了20钢共渗层在不同工艺下的显微硬度，并利用硬度压痕产生的裂纹分析共渗层的脆性。研究表明，20钢共渗层的硬度和脆性基本没有发生变化。对20钢在相变线A1以下(680℃)时的研究表明，压缩对20钢的硼铬稀土共渗同样能起到促进作用，压缩30％试样的共渗层深度相对于未变形试样增加了15μm。 对不同热处理工艺下冷塑性变形对45钢硼铬稀土共渗的研究表明，共渗层深度在800℃x3h时，压缩30％试样仍能达到62μm，较未变形试样共渗层层深增加11μm，共渗速度可提高21.57％：喷丸1.5h试样较未变形试样共渗层层深增加14μm，共渗速度提高27.45％，冷塑性变形后的共渗层深度同样大幅提升。采用同样的方法测试了45钢共渗层硬度和脆性，测试结果表明，45钢共渗层的显微硬度和脆性均没有变化。 对不同热处理工艺下冷塑性变形对T8钢硼铬稀土共渗的研究表明，冷塑性变形后共渗速度和共渗层深度均明显增加。在800℃×3h共渗工艺下，当压缩最大至30％变形量时，试样共渗层层深为55μm，相对于未变形的深度，共渗速度可提高37.50％；在850℃x4h共渗工艺下，喷丸1.5h试样较未变形试样共渗层层深增加25μm，共渗速度提高41.67％。与此同时，T8钢共渗层的硬度和脆性没有发生明显变化。 对共渗试样的扩散激活能进行了计算。结果表明，20钢在850℃x4h共渗工艺下，压缩30％时的扩散激活能相对于未变形时降低了5371.96J·mol-1；在850℃x4h共渗工艺下，45钢压缩30％时的扩散激活能相对于未变形时降低了5791.60J·mol-1；T8钢在800℃×3h共渗工艺下，喷丸1.5h试样的扩散激活能相对于未变形试样的扩散激活能降低了6504.02 J·mol-1。 综上所述，冷塑性变形可以增加碳钢硼铬稀土共渗层的深度，提高其共渗速度，并且共渗层的硬度和脆性没有发生明显变化。本课题的研究为丰富形变化学热处理的动力学及其相关原理方面打下了一定的基础，并在提高化学热处理速度、改善工件渗层组织和性能，节约生产成本及提高生产效率等方面具有很好的应用前景。