凡重要的零件都必須進行適當的熱處理才能使用。為何會有這樣的結論呢？機床、汽車、摩托車、火車、礦山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通過熱處理工藝改善其性能。拒初步統計，在機床制造中，約60%～70%的零件要經過熱處理，在汽車、拖拉機制造中，需要熱處理的零件多達70%～80%，而工模具及滾動軸承，則要100%進行熱處理。因此，凡重要的零件都必須進行適當的熱處理才能使用。材料的熱處理通常指的是將材料加熱到相變溫度以上發生相變，再施以冷卻再發生相變的工藝過程。通過這個相變與再相變，材料的內部組織發生了變化，因而

淬火熱處理的目的是提高鋼的硬度、強度和耐磨性，更好地發揮鋼材的性能潛力。但淬火馬氏體不是熱處理所要求的最終組織，因此在淬火熱處理后，必須配以適當的回火熱處理。工件淬火熱處理時，由表面至心部的冷卻速度是逐漸降低的，只有冷卻速度大于鋼的臨界冷卻速度vc的區域才能得到全部馬氏體，這區域就是鋼的“淬硬層”。所謂鋼的淬透性是指鋼在淬火時獲得馬氏體層深的能力。

(1)低、中碳碳素鋼和低、中碳合金鋼為改善切削性能都采用正火熱處理。由于正火比退火生產周期短，操作方便，在滿足加工要求的前提下，盡量采用正火。(2)過共析鋼在球化退火前為消除二次網狀滲碳體，采用正火熱處理。(3)某些感應加熱表面淬火的非重要工件，有時采用正火代替淬火+高溫回火作為預先熱處理。(4)某些要求不高的工件及鑄件，可用正火作為最終熱處理。

真空提高了碳的脫氧能力，帶來的后果是利多于弊。現將碳真空脫氧的優缺點分析如下。(1)真空下碳脫氧反應的優點1)真空碳脫氧的產物為CO氣體，自空間排出，不會污染鋼液，這是最重要的優點。2)真空下碳不僅可降低溶解氧含量，還可以使部分化合氧還原而脫氧。從而，明顯的降低了鋼中非金屬夾雜物的數量。3)真空下碳氧反應產物CO氣泡，從鋼液內部逸出時會產生鋼液沸騰現象。這種沸騰現象有利于溫度、化學成分均勻化，有利于脫氫、脫氮，降低非金屬夾雜物。4)真空下碳可以還原鋼液表面的氧化膜，達到回收合金元素和精煉的目的。(2)真空下碳脫氧反

在常壓下碳的脫氧能力與硅相當，而在10²Pa的真空下，碳的脫氧能力超過鋁達到與鋯相當的水平，這是真空提高了碳的脫氧能力。碳與氧的化合反應表達式為：[C]+[O]=CO(g)碳的氧化反應（即脫氧反應）產物為氣體CO。在真空感應爐內，反應產生的CO氣體從鋼液中逸出后，不斷地被真空泵抽出爐外。爐內空間CO數量很少，脫氧反應繼續向右進行。如果真空泵不停地抽出爐內氣體，脫氧反應就不停地向右進行，鋼液含氧量會繼續降低。這就是真空能提高碳脫氧能力的簡單道理。這種脫氧方法，不會產生污染鋼液的脫氧產物，是生產純凈鋼的重要方

(1)真空滲碳技術解決內氧化原理由于真空滲碳是在遠低于大氣壓10kPa (760Torr)的壓力下完成的，低壓真空滲碳的典型氣壓范圍是400～666 (3～5Torr)，真空條件使得碳原子更容易向鋼材表面轉移；同時因為不存在氣體滲碳工藝中的水煤氣反應，因而也就沒有內氧化現象。(2)應用實例汽車變速器齒輪與軸齒，原采用常規滲碳淬火工藝，由于滲碳氣氛載氣中存在氧和氧化物，內氧化現象無法避免，同時熱處理畸變較大。例1，輸出軸，材料20MnCr5，熱處理技術要求：表面與心部硬度分別為680～780HV30和350～480H

(1)多用爐的淬火油槽含水量一般要求淬火油吸附大氣中的水分可達0.1%左右。如果淬火油中水分達0.5%（體積分數）以上（包括淬火油熱交換器進水等情況），則工件淬火時油中的水分沸騰，隨著油的體積突然膨脹而從多用爐的前爐門溢出。由于情況不同，嚴重時淬火油可能會流入加熱室。如果發生這種情況，當然也會溢出爐外，此時點火嘴也點不著，這是非常危險的，因為遇明火容易發生著火，甚至爆炸。(2)防火措施1)安裝報警裝置。為了防止這種由于油中水分超標引起的爆炸事故，可安裝淬火油中水分檢測裝置，即淬火油報警裝置。這種裝置在油中含有0.1

1、真空溶劑清洗的優點。江蘇豐東熱技術股份有限公司生產的真空溶劑清洗機，由于采用真空變壓變溫蒸餾冷凝再生技術，可使溶劑再生能力達到300L/h，溶劑回收率在99%以上，再生溶劑純度在99%以上，保證了真空清洗系統的清洗效果好、效率高，每次殘留物揮發少（低于1%），連續清洗時，溶劑的清洗能力不降低。最后進行真空于燥（在95℃及2. 6kPa的真空條件下），工件上殘留的溶劑能夠完全蒸發。工件表面清潔，沒有任何殘留物。2、一般溶劑清洗的特點。一般溶劑清洗系統，如溶劑中殘留的油及其他雜質超過3%時，清洗干燥后會在工件表面留

真空滲碳爐操作存在兩方面的安全問題，即爐膛氣氛和排出氣體。1)由于生產過程中使用碳氫類氣體并生成一定量的氫氣，操作中應嚴格控制空氣或其他含氧類氣體進入爐內，以防止產生混合爆炸，特別是要對爐膛和真空系統進行日常泄漏檢測和壓力上升測試。當氣壓高于6000Pa時，控制泵應確保工藝流程中可能產生的氧氣最大含量和氮氣的氣體濃度保持在稀釋到氧氣的低壓爆炸濃度（4%體積）以下的安全范圍內。采用聯動方式，當稀釋失敗時整個工藝過程可以自動停止，比如當氮氣流量下降到低于安全水平時，使用流量傳感器預警并中斷工作氣體。2)在含高濃度氫的操

在熱處理中，淬火質量與淬火介質密不可分。測定淬火介質含量的方法主要有折光儀法，動態黏度發，以及烘干稱重法、比重法、電導率法等。(1)折光儀法。使用糖量折光儀法，量程為0～20%（或0～15%）。用藥物天平稱量法，配制各種質量分數的淬火介質溶液。用滴管吸入配制的溶液，滴2～3滴在折光儀的物鏡平面上，蓋上有機玻璃蓋板，使滴在物鏡平面上的溶液均勻分布。然后將蓋板朝向明亮處，從折光儀目鏡處觀察，并轉動調焦圈，直到視場分界線清晰可見，讀出該分界線所在的刻度數，即為該溶液含量的折光率（如果粗略計算，也可直接將這一讀數當作該溶液

洛氏硬度計檢測工件的硬度時影響試驗結果準確性的因素主要有以下幾方面：(1)載荷方面。預載荷及主載荷的誤差，加載不平穩，緩沖機構不正常等，均能造成讀數誤差。(2)壓頭安裝不良的誤差。壓頭的支承面如沒有很好地與主軸下端相貼合，使壓頭的軸線與主軸線不重合，也會造成試驗誤差，使硬度值偏低。(3)讀數機構的誤差。讀數機構本身的制造誤差或安裝不良，也可造成明顯誤差。讀數機構對壓頭位移的誤差在0.002mm時，可產生1個洛氏硬度單位的誤差。(4)壓頭形狀的影響。壓頭的幾何形狀對硬度值測定有很大影響。(5)主載荷施加速度的影響。主

1、高壓氣體淬火及其優點工件在奧氏體化溫度加熱后施加0.5～2MPa(5～20bar)高壓氣體淬火，可達到靜止油或高速循環油甚至水的淬火效果。工件的氣體淬火有別于液態介質淬冷機理，在氣體中冷卻比在液體中冷卻均勻，可實現自表面向內層的均勻冷卻，故氣體淬火畸變很小，可實現少（無）磨削。高壓氣體淬火采用中性氣體N2、還原性氣體H2和惰性氣體Ar、He等，這些氣體排放到大氣中，無污染，避免了油淬產生的煙氣污染，且可免去堿液清洗工序和含油液體的排放。處理后的零件表面清潔度高，無須后序清洗和清理拋丸工序，無SO2、CO排放問題

1、水主要用于一些含碳量低、淬透性差且形狀簡單的齒輪的調質與感應淬火等。1)感應淬火齒輪的噴射淬火冷卻用自來水，主要用于中碳結構鋼，使用溫度控制在15～35℃，噴射壓力為0.1～0. 3MPa。對于形狀簡單的中碳鋼、低合金鋼齒輪，淬火水溫控制在25～50℃。2)水溶性淬火介質，它添補了水與油之間的冷卻空白，加熱淬火后可以獲得比自來水更均勻的表面硬度和更深的硬化層深度，消除了淬火裂紋，大大減少了齒輪變形。在多數情況下可替代淬火油。①PAG淬火劑。如今禹8-20和今禹8-60適合于碳素鋼、低合金鋼及滲碳鋼齒輪淬火，熱處

采用連續式滲碳爐或多用爐等對齒輪進行滲碳、碳氮共滲淬火過程中，隨時會接觸到易燃易爆氣體，如果熱處理設備及其附屬系統設計與安裝不當等，隨時都可能引發氣體爆炸。為此，可設計、安裝安全防爆（炸）裝置。1)可控氣氛爐安裝獨立的測溫裝置和熱電偶，用于測定安全溫度(750℃)。當爐溫低于750℃時，可發出超低溫報警信號，并通過丙烷氣管路上安裝的自動通斷閥門，切斷可燃丙烷氣向爐內的輸送。必要時使電控閥自動切換到供氮氣管路上，利用氮氣沖洗爐內可燃氣氛，避免可燃氣氛產生爆炸。2)在儲存易燃易爆物質的房間，應設置可燃氣體檢測傳感器與通

1、熱處理用易燃易爆物品儲存間、減壓間安全設計要求1)可控氣氛熱處理用的丙烷氣、甲醇等屬易燃、易爆物品，其供應間或減壓間等設在廠房外，建成獨立房間，為防火防爆安全起見，其房間設計采用鋼筋混凝土結構；房頂設計采用鋼筋混凝土澆筑而成的預制蓋板；房間安裝的鋼窗設計要求呈開啟狀態（即向外開啟狀態），在遇氣體突發爆炸時，爆炸形成的氣浪可直接沖擊出去，并且可以及時散開爆炸產生的廢氣等。2)應設計與安裝良好的通風和低位排風設施（如安裝軸流風機）。對于丙烷氣減壓間應設計與安裝良好獨立的接地裝置，各管路法蘭盤連接處都要用厚度0.3m

球化處理是生產球墨鑄鐵的工藝方法。鐵液的球化處理是向符合特定條件的鐵液中，即將出鐵時，加入一定數量的球化劑，促使在凝固過程中石墨呈細小、均勻的圓球形析出。從而得到具有優良力學性能的鑄鐵。這種鑄鐵因石墨呈球狀，故稱為球墨鑄鐵，這種處理方法稱為球化處理。球化處理常用的球化劑是稀土硅鎂合金。球化處理多采用沖入法，在專用的鐵液包內進行。

減少工件的熱處理變形主要可采取以下措施：(1)使用彈性回轉頂尖。生產實踐證明，用彈性回轉頂尖加工細長軸，可有效補償工件的熱處理變形伸長，工件不易彎曲，車削可順利完成。(2)加注充分的切削液。切削細長軸時，不論是低速車削還是高速車削，為了減少工件的溫升而引起熱變形，必須加注切削液充分冷卻。使用切削液還可防止跟刀架支撐爪拉毛工件，提高刀具使用壽命和工件的加工質量。(3)刀具保持銳利。減少車刀與工件的摩擦發熱。

零件在加熱過程中，加熱速度的快慢對于零件的變形和熱處理質量有重要的影響。加熱速度快則工件表面與心部的溫差越大，零件中將產生比較大的內應力，造成零件在加熱過程中變形的可能性增加，因此從減少變形的角度出發加熱速度不宜過快，尤其是十分復雜、截面懸殊大、具有鍵槽或棱角的零件顯得更有必要。但事物是一分為二的，對某些不同形狀、材質和技術要求的零件而言，采用快速加熱反而可減小零件的變形，表面加熱而心部處于冷態，故減少了熱應力和組織應力，表面受壓應力作用，內部受拉應力，因此使零件的變形減小；快速加熱則奧氏體晶粒無法長大，因此細小的

45鋼淬火出現開裂的最敏感尺寸是5～11mm，最易開裂的尺寸是6～9mm，裂紋均起源于最先入水或表面缺陷部位形成馬氏體處。(1)防止5～11mm危險尺寸的45鋼工件淬裂的方法。避免危險尺寸，即稍微改變易產生應力集中的部位，如加大倒角尺寸及R處圓角尺寸，采用每兩件重疊一起淬火，或設計輔助夾具，增加危險尺寸處淬火時的厚度，均可避免淬火裂紋。如能夠另選擇材料或改變尺寸與結構，也可能避免淬火裂紋。(2)改進工藝。采用較低的淬火加熱溫度，較短的保溫時間，既可減小熱應力，又可減小組織應力。1)雙重淬火45鋼采用850℃&tim

將共析鋼加熱到臨界點Ac1以上，發生共析反應，珠光體就轉變為奧氏體，即P→A或F+Fe3C→A。在這個轉變過程中，由于各相的碳含量不同，晶格類型不同，所以面臨著碳的重新分布和晶格類型的重建兩個問題。首先，鐵素體中碳的質量分數極低，最大不超過0.0218%，而滲碳體中碳的質量分數卻高達6.67%，當這兩個碳濃度相差極大的相溶合在一起成為一個相的時候，碳濃度必然有一個均勻化的過程。其次，奧氏體、鐵素體及滲碳體的晶格類型不同，鐵素體為體心立方晶格，奧氏體為面心立方晶格，而滲碳體為復雜斜方結構，在奧氏體