美国热处理技术发展路线图概述
热处理技术发展和前景发展趋势(最新整理)
在整个国民经济中凡涉及机械制造的任何领域中，热处理是一项广泛应用的一项重要的基础工艺之一。
它是金属材料在严格控制的加热和冷却条件下进行处理，通过改变材料内部的显微组织来达到人们所要求的使用性能或服役寿命。
热处理技术作为机械制造业中十分重要的基础工艺技术之一，在整个工业领域中，应用十分广泛。
在充分发挥材料潜能，节约能源，进行清洁生产和人类社会可持续发展上，热处理技术的拓展是绝不能忽视的。
世界上工业发达国家都投入很多资金来发展这门技术。
自1996年以来，美国、日本的欧洲的许多发达国家都先后制定21世纪热处理技术发展规划和目标。
美国热处理工业2020年远景把目前和将来国外热处理先进技术与装备水平的目标和主要标志阐述得十分明确。
对气体渗碳和用渗碳气氛加氨的气体碳氮共渗和氮碳共渗后排出的废气应经点燃后才可无害排放;离子渗硼中不可使用剧毒的B2H6(乙硼烷);对盐浴中不可使用受热要分解产生氰根的黄血盐和赤血盐;对含碳酸盐的盐浴不可使用尿素或缩二脲，因为它会反应生成氰酸盐，后分解为氰盐。
对含S和Li的氰酸盐—碳酸盐盐浴可使氰化物保持在0.1～0.8%的低水平，处理零件的渗氮后性能良好，且处理周期缩短，这工艺在美、欧和日本应用相当多，法国HEF公司的SURSULF工艺及处理后进入氧化盐浴属于这种技术，(我国的LT硫氮碳共渗法也是)。
在氰酸盐浴中添加有机聚合物melon也可将氰盐含量降到2%～3%，其余大部分是无毒的氰酸盐，法国HEF公司的德国Durferrit子公司(原属Degussa公司)的Tufftride / Melonite / Tenifer / QPQ处理盐浴属于此类技术，(我国成都工具研究所的QPQ复合盐浴处理也是)。
清洗水中的氰含量已经稀释可无害排放。
尽管如此，法、德和日本对这些工艺的无公害处理十分严格，并研究废盐的再生。
对高速钢刃具淬火仍采用的BaCl2盐浴和含BaCl2废水须经无害化处理达标后才允许排放，德国已采用专门技术和装置来解决。
2014年热处理行业分析报告
2014年热处理行业分析报告2014年4月目录一、行业发展概况 (3)二、行业产业链情况及下游市场规模 (5)1、重点下游行业及其规模 (7)（1）汽车零部件行业及其规模 (7)（2）机械基础件行业及其规模 (9)2、其它重要下游行业及其规模 (10)三、行业监管体制和政策 (12)1、监管体制 (12)2、行业主要法律法规及政策 (13)四、行业壁垒 (14)1、技术壁垒 (14)2、人才壁垒 (15)3、资金壁垒 (16)五、影响行业发展风险因素 (16)1、经济波动风险 (16)2、政策风险 (17)3、原材料价格波动风险 (17)4、技术风险 (18)5、人才风险 (18)六、行业竞争态势 (19)一、行业发展概况从世界工业发展趋势来看，20 世纪80 年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，输出资本。
随着全球市场的形成，市场竞争变得愈加激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。
因此，一个国家的制造技术只有具有世界先进水平，才能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
制造技术的先进性是产品竞争能力的保证，而热处理技术的先进程度，则是保证机械产品质量的关键性因素。
热处理通常指采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以改变材料内部的组织，达到所需的性能。
热处理技术是机械制造技术的主要组成部分，是强化金属材料并发挥其潜在能力的重要工艺措施，是保证和提高机械产品质量和寿命的关键技术。
热处理按工艺类型主要分为整体热处理、化学热处理、表面热处理三大类。
整体热处理是指对工件进行穿透加热，以改善整体的强度、硬度、塑性和韧性；化学热处理是改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺；表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。
表面热处理从所使用的设备来划分，又分为金属感应加热表面处理、激光加热表面处理、金属火焰加热表面处理和火花放电加热表面处理。
航空航天铝合金材的热处理工艺2)
三 、热处理工艺在航空航天铝合金上的应用
3.1 均匀化处理
图5 7x50AA 铸造态组织 （ SEM
图6 7x50AA 单级均化组织 （ （ SEM)
465°Cx24h
三 、热处理工艺在航空航天铝合金上的应用
3.2 固溶处理
常规固溶处理
固溶处理
强化固溶
复合固溶处理
高温预析出
三 热处理工艺在航空航天铝合金上的应用
二.铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用 （1）飞机上不同部位应用的铝合金
表 1 20世纪欧美国家铝合金在飞机不同部位的应用情 况
飞机上不 同部位应 用的铝 合 金主 要有
2X24,
7X75, 7XSX等
， 其合金牌 号及热处 理状态随 年代的变 化， 如 表 1 所示。
2.1 铝合金在航空领域的应用
峰值时效（硬度变化）
3.3 时效处理
时效处理
双级时效（至少两次时效）
回归再时效（保温时间短快冷）Fra bibliotek高强铝合金的研制基本上沿着高强度→高强度、高韧性→高强
度、 高韧性、耐腐蚀→高强度、高韧性、耐腐蚀、抗疲劳、高
综合性能 的路线发展 ，随 之 热 处 理 状 态 开 发 则 是 沿 着 T6→T73→T76→T736(T74）→T77方向进展 ，也即沿着峰值时 效→ 过时效→回归再时效处理的顺序发展。
体的形核核心）
2.形变第二相+多边形亚晶+位错+钉扎
四、结束语
目前，我国大力开发高强高韧铝合金，并研制出2000系、
和7000系合金。但是我国还需要很多的路要走，和国外还是有 些差距。
（1）目前我国在新合金开发方面还处于仿制阶段，并且研制的
对美国“热处理技术发展路线图”的讨论意见(一)
与应用 。作为数字化、 智能化热处理技术核心 的计算
机模 拟技术 是将 不 同学 科 的知识转 化为 实用技 术 的有 力工具 ， 也是 在热 处理 新技术 、 新装 备 的研 究 中获取 新 知识 的强有力 工具 。在 发展知识 密集 型热 处理技 术 中
上踊跃发言， 并在会后认真撰写了书面意见 。这些意 见对 于 我 国热 处 理 行 业 的 长 远 发 展 ， 有 指 导 价 值 。 很 为此本刊从今年 ７月开始将以论坛的形式陆续发表这 些意见 ， 以引起更广泛讨论 ， 造成更大影 响。因此 ， 也
希望 广大热 处理工 作者 踊跃发 表 自己的意见 。
（ ）“ 线 图 ” 台反 映 出发 达 国家对 热 处 理 的 １ 路 出 高 度重视 ， 我 国制 造业 轻 视热 处 理 的现 状 形成 强 烈 与
研究和应用才能可持续发展。②作为一种知识密集的 高 新技 术 ， 重用 对其 发展速 度 和水 平有 重大 影 响。 知识
建 立在市 场经 济 的条 件下 的知识 产权 的保护 和有 利于 知识 共享 的可靠 的机 制是 计算 机模拟技 术 可持续 发展
具有不可替代 的作用和很大的发展潜力。然而， 热处 理计算机模拟技术的研究与应用需要有大量的高难度
的基础研 究 和大量 的基 础数据 的积 累才有 可能逐 步趋 向成熟 。美 国把具 有重 大意义 和 巨大潜力 而又需 要有 大 量投入 和深 入研究 才能走 向成 熟 的计 算机 模拟 技术
美国ASHRAE数据中心热处理(翻译)要点
ASHRAE TC 9.9美国采暖制冷空调工程师技术委员会9.9 2011数据处理环境热指标——扩展数据中心和使用指导此白皮书由美国采暖制冷空调学会9.9技术委员会编写关键任务设施，技术领域，电子设备这篇有关于数据中心环境指引的白皮书是由9.9技术委员会的成员编写的（IT设备制造商和提交的TC9.9的审查和批准投票权的成员。
）在这份文件中，术语“服务器”一般是用来描述IT设备（ITE）的，比如服务器、存储器、网络产品、数据中心等应用。
执行摘要ASHREA 9.9委员会在2004年创造了《数据处理热指引》第一版。
在这之前必要的环境参数，都是经验理论值给每一个IT厂商。
在2008年ASHRAE 9.9委员会进行了第二次编辑，并扩充了热环境数据中心的范围，一边更多的人可以方便的查询到数据，以节约时间。
在第一次编写‘热指标’时候最重要的目标是建立一个一套公用环境指标，以符合环保准则。
尽管计算效率是重要的，但是性能和可用性依然是创建规范和设定温湿度额度所考虑的优先级，随着21世纪第一个十年的到来，计算效率已经被更加重视，创造一个可衡量的方式来了解数据中心设计和数据中心效率的运行效果电力使用效率（PUE），这成为衡量数据中心的新指标。
从第二版（2008年）的‘热指标’我们的建议信封就是以给予数据中心操作员指导为目的，让他们的工作维持高可靠度，并且提供最有效的营运能源效率方案。
这个信封是为了大部分的跨专业和跨越很多条件而创造。
无论如何，不同的环境信封可能会适合更多的商业价值和气候条件，因此允许经营不同的信封可能提供更大的节能效果，此白皮书提供服务器规范，这将有助于数据中心运营商创建一个符合他们商业价值的操作系统信封。
其中的每个指标描述，更多的细节将在书“数据处理环境热准则“第三版提供。
任何在建议之外的选择将会破坏冷却系统平衡并且影响节约能源，这一过程以简单的图片形式显示在图1，以下这些是决定创建自己的信封，不用建议信封去经营他们的数据中心的方案。
形势大好 更创佳绩
问题是可靠性。试想 ， 用户最伤脑 筋的事莫过于设备在生产过程中经 常出故障。频繁检修既耽误时间、 降低产量、增加成本，还要严重影 响产品质量，增加废品和返修的数 量 ，延长交货时间 ，有损企业形 象。设备可靠性是本土企业产品设
备和外企 、进 口 备的主要差距之 设
一
，
必须引起重视。设备的可靠性
无锡万利高频设 备厂 张就坤 总经理
越南国防机械公司、江西南特集团、哈尔滨汽轮机公司、 及中国人民解放军第六四五六、四八零四、三五三四、四
型用户。
士 特 ，以
等众多典
尽管如此 ，但我们总感觉有缺憾和美中不足之处。我们自己发展壮大 不管我们已经做了什么，尽管
我们 已经做 了许 多 ，但突飞猛进 的
保证整套设备的可靠性。当然也要 求用户在购置设备的谈判和招标中 要充分考虑设备的性价比，而不是 单纯压价 ，造成供货方选择劣质低
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参 毫
譬
慕 ；厣热处理装备用 户调查
我能为处行做 们 再 热理 业
离不开行业的整体发展壮大，没有大家也就没有我们这个小家。我们一直 思索能为热处理行业再做点什么？ 峰回路转、柳暗花明，再次在多年的合作伙伴 机械工人》杂志社哪 里，我们获得了灵感。从２０ 年起， 机械工人》杂志社就先后组织策划 ０２ 了以 “ 电炉、工业炉应用调查”为代表的十余项机电产品调查及用户满意
所周知，万利电炉品种齐全、成套 性系
列，涉及机 电、冶金 、能源和 国防 等各 个领域。尤其是 高频热处理设 备研 发、销售方面取得 的成就更令
参与 由 机械工人》杂志社主办的 “ 第二届热处理装备用户调查” 活动，一方面为自己也为用户，让更多的用户了解我们，以利于扩大产品 销售，同时也让更多的用户体验感应热处理给他们带来的种种好处——可 靠、安全、节约、清洁、低温、安静 ；另一方面为行业，本应由行业做的 事儿，行业没做成，在５ 年前 机械工人》做成了。相信第二届会做得更
对美国＂热处理技术发展路线图＂的讨论意见(二)
（ ）全 国热处理 学 会 推荐 的“ 国热 处理 技 术 发 ２ 美 展路 线 图” 的确 “ 国际 热 处 理 界 一 件 大 事 ”，有 很 是 “ 多值 得 吸取和 借鉴 的东 西 ， 有 必 要 在行 业 内进 行认 很 真研 究讨论 ” 。对 召集一 次 由行业 有 识 之 士参 加 的针 对这 个路 线 图的研 讨会 是 十 分必 要 的。我 们 应该 “ 结 合我国‘ 十一 ・ ’ 划 ， 出差 距 ， 五 规 找 以弥 补 我 们 的 不 足 和缺 陷 ， 一起 加速 我们热 处理 生产 技术 的进 步 ， 快 尽
为， 这是 国际热 处理 界 的一件大 事 ， 应该 引起 我 们 的 重视 。像 美 国这 样 一 个世 界 头 号 工业 大 国 ， 政 治 、 从 群众 团 体、 直到 民间企 业都 如此看 重热 处理 ， 了数年 时 间才形成 了这 样一 个 目标 明确 、 花 眼光远 大 、 技术 先进 、 内容 全面 、
编者 按 ： 国金 属学会 热处 理学 会于 ２０ 陆续公 布 了“ 美 ０４年 热处 理 技术 发 展 图一 ２０ 订 稿 ” ０４修 。全 国热 处理
学会荣誉理事长樊东黎先生分别在《 金属热处理》 热处理》 和《 两个刊物上发表了“ 国热处理技术发展图概况” 美 和“ 国热处理 技术 发展 图在行 动 ” 美 两篇文 章 ， 在全 国学会 和 协会有 关 会议 上 介 绍 了路线 图 主要 内容 。我们 认 并
家 热处理 技术 与发 展趋 势 。需 切实 弄清他 们 的发展理 念 与思路 ， 以及他 们 为什 么 制 订这 样 的 目标 与实 现 的 途径。 （ ）要 扎扎 实实 地对我 国热处 理行 业 的现状做 出 ６ 正 确 的分 析 （ 切 用 数 据 说 话 ， 要 简 单 地 估 计 与 推 一 不 测 ）找 出我 国热 处 理 行 业 与 发 达 国家 之 间 实 实 在在 ， 的差距 。要 摸 清 我 国 各个 领 域 制 造行 业 在 ２２ ００年前
设备更新热处理技术改造的既定方针
洁生产的基本条件。因此，设备更 新是企业技术改造不容置疑的最有
效途径
次能源的合理燃烧和可以高温预热空气的设备。在美国热处理技术发展
路线图中， ００ ２２年的目 标之一是热处理能源消耗要降低８％。 ０ 少无氧化、少无脱碳加热是保证钢件表面质量和性能、减少精加工工
设备更新的主要 出发点是清
应 、流动 粒子和盐浴加热技 术的设
确的计算机模拟和适时的自适应控
制。
潮。真空高压气淬炉的畅销缘于车
辆 、工具 、航 空 、轻 工锻 造 、冲
设 备 效 率 高 ．产 出 大 、成 本 低 ，市场竞争 力就 强。在加工件批 量足够大的前提 下 ，装炉量越大 、 生产节 拍越快 、连续性越强 、 自动
， ，
作
Байду номын сангаас
共同开发出适合于我国国情的新的或者更高级的热加工工艺装备。只 有这样
， ，
企 在 烈 市 竞 才 立 不 之 ｌ 业 激 的 场 争中 能 于 败 地。
一
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作量．节约钢材的主要措施。采用 真空、保护气体和可控气氛 、感
备 的吸热式气 。把氧探头 的最高工 作温 度提高到 １０ １，以满 足高温 ０２ １ 渗碳 ，提高渗速要 求。为提高气体
结构的复杂性、自 动化、信息化和
传感监控仪表化程 度也相应增加 ，
故其价格也会不可避免地上扬。但 随着配套元器件、仪表和Ｉ 芯片生 Ｃ
产批量 的增加 和价 格的 降低 ， 处 热
的进展之一 当前，我国Ａ Ｉ Ｄ 产业 化的瓶颈之一是缺乏大批量生产的 机械化 ，自动化程度较高，并能稳 定热处理质量的等温淬火炉机组和 某些零件 （ 例如齿轮等）的等温淬 火专用炉型和配套装置。我公司从 ２ｏ 年开始对此进行跟踪研究，相 ０２
关于我国热处理发展战略研究的思考——潘健生院士在第五届中国热处理活动周全体大会上的发言
中国机械热处理分会工程学会关于我国热处理发展战略研究的思考——潘健生院士在第五届中国热处理活动周全体大会上的发言我受全国热处理学会理事会的委托讲一下关于我国热处理发展战略研究的思考。
1 简要回顾美国金属学会2004年公布了“美国热处理发展路线图”（以下简称美路线图）。
樊东黎先生先后在《金属热处理》杂志2006年第一期和《热处理》杂志2006年第三期上发表了系统的介绍文章，并在多次会议上作了讲解。
“美国热处理发展路线图”的发表，在我国热处理界引起了巨大的反响，甚至可讲是一次“地震”。
全国热处理学会在2007年4月15日举行了常务理事扩大会议，对如何看待美国的路线图作了专题讨论。
此后，廖波、雷仲眉、董企铭、施也平、朱藴策、潘邻、陆金二、杨贤金、刘耀中、唐电、吴光治、刘肃人、吴良、魏兴钊、董小虹、徐兴宝、潘健生等人写了文章在上述两本杂志、《中国热处理技术通讯》和全国热处理网站上刊登。
他们都从不同角度就如何看待国际热处理界的这件大事秉笔直书，各抒己见。
今年全国热处理学会八届二次常务理事会上进一步就“路线图”进行了讨论，并决定建立“我国热处理发展战略研究工作委员会”。
会上我有个不成熟的发言，刊登在今年《热处理》第三期、《金属热处理》第九期和《中国热处理技术通讯》第四期。
2 三点共识2.1 一件国际大事“美路线图”发表是国际热处理界的大事，显然也是国内热处理界的一件大事。
国内的反响和讨论之热烈前所未有，这么多文章宛如一阵清风，很多文章开门见山，直言不讳，指出我国热处理界的落后和存在问题，分析热处理界的现状和发展。
在此基础上开展“我国热处理发展战略研究”必将产生重大深远的影响。
看了“美路线图”首先得到警示，使我国热处理工作者吃了一惊。
虽然我国自改革开放以来，热处理界也有了不少重大的发展，但过去的发展是否适应潮流，是否符合科学发展观，带来了什么负面影响，特别是在节能减排和优质创新方面。
要站在高端进行深入思考。
我们面对现实和未来，看清自己与国外先进水平的差距，激发奋起直追的勇气。
对美国“热处理技术发展路线图”的讨论意见(三)
措施落实、 全面行动的长远规划 ， 实在难得。《 美国热处理技术路线图》 以下简称“ （ 路线图” 有很多值得吸取和借 鉴 的东 西 ， 必要 在行 业 内进 行认真研 究讨论 。因此 ， 会 秘书处 在 今年 ４月 １ 日于重 庆 召开 的 常务 理事 扩 很有 学 ５
发委 员会 于 １９ ９７年 ２月 开 始提 出 了热处 理 技 术 发展
目标。它提出了要使能耗降低 ８ ％、 ０ 热处理炉寿命提 高 １ 、 处理 生产 污染为 ０等宏伟 指标 。其 主要任 ０倍 热 务体现在包括 ７ ０个研发项 目在 内的研发计划 中。为
了使 整个 热处理界 更 理解 这 一 计 划 ， 国热 处 理学 会 美 目标是要在 ２２ ００年达到 ： 消耗减 少 ８％ 、 能源 ０ 工 业周期缩短 ５％ 、 ０ 生产成 本降低 ７％ 、 处理件 畸变 为 ５ 热
“ 路径图” 二是指为达成某 一 目标而拟定 的详 细计 ， 划， 可称为“ 发展路线图” 。由于“ 发展路线图” 可以简 单明了地表述所制定的详细计划 ， 以近年在国际上被 所 广为采用 其使 用 的领域 和 行业 有 ： 治 、 政 和平 、 安全 、 交通、 销售、 能源、 半导体以及纳米技术等， 其使用的政 体和组织有 ： 、 国家 政党、 政府部门、 大学和大型企业等。 “ ｅｈ ｏ ｇ ｏｄ ａ ” Ｔ ｃｎｌ ｙＲ ａｍ ｐ 是为 某 专业 技 术领 域 而 制 ｏ
定的发展计划 ， 可称为“ 技术发展路线图” 。技术发展
路线图是建立在科学预见 的基础上， 对某一特定技术 领域的未来延伸提出战略性的计划。技术路线 图作为 种战略工具 ， 通过对技术发展规律性的预见 ， 指出未
图1-34热处理工艺曲线示意图
二、钢的热处理金属材料在固体范围内进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，获得所需性能的一种方法称热处理。
热处理的种类很多，根据其目的、加热和冷却方法的不同，可以分为：普通热处理、表面热处理及其他热处理方法。
普通热处理有退火、正火、淬火、回火；表面热处理有表面淬火（感应加热、火焰加热等）、化学热处理（渗碳、渗氮等）；其他热处理有真空热处理、变形热处理和激光热处理等。
热处理方法虽然很多，但都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的，通常用热处理工艺曲线表示。
图１-34 热处理工艺曲线示意图一、钢的普通热处理根据加热及冷却的方法不同，获得金属材料的组织及性能也不同。
普通热处理可分为退火、正火、淬火和回火四种。
普通热处理是钢制零件制造过程中非常重要的工序。
退火1．退火工艺及其目的退火是将工件加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺，实际生产中常采取随炉冷却的方式。
退火的主要目的：①降低硬度，改善钢的成形和切削加工性能；②均匀钢的化学成分和组织；③消除内应力。
2．常用退火工艺方法根据处理的目的和要求的不同，钢的退火可分为完全退火、球化退火和去应力退火等。
表1-4 为主要退火工艺方法及其应用。
表1-4 常用退火方法的工艺、目的与应用名称工艺目的应用完全退火将钢加热至Ac 3 以上30～50℃，保温一定时间，炉冷至室温（或炉冷至600℃以下，出炉空冷）细化晶粒，消除过热组织，降低硬度和改善切削加工性能主要用于亚共析钢的铸、锻件，有时也用于焊接结构球化退火将钢加热至Ac 1 以上20～40℃，保温一定时间，炉冷至室温，或快速冷至略低于Ar 1 温度，保温后出炉空冷，使钢中碳化物球状化的退火工艺使钢中的渗碳体球状化，以降低钢的硬度，改善切削加工性，并为以后的热处理做好组织准备。
若钢的原始组织中有严重的渗碳体网，则在球化退火前应进行正火消除，以保证球化退火效果主要用于共析钢和过共析钢均匀化退火（扩散退火）将钢加热到略低于固相线温度（Ac 3 或Ac cm 以上150~300℃），长时间保温（10~15h），随炉冷却。
感应热处理的历史、现状与发展——感应热处理技术路线图
感应热处理的历史、现状与发展——感应热处理技术路线图朱会文;沈庆通【期刊名称】《金属加工：热加工》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】9页(P8,10,12-18)【作者】朱会文;沈庆通【作者单位】;【正文语种】中文一、历史回顾1.感应加热的发展历史1831年，法拉第（Michael Faraday）发现了电磁感应加热现象。
1868年，福考特提出了涡流理论。
1890年，瑞典技术人员发明了第一台感应熔炼炉：开槽式有芯炉。
1916年，美国人发明了闭槽有芯炉，用于熔炼金属。
1930年，前苏联研制成高频感应炉。
1935年，前苏联对曲轴的轴颈进行感应淬火；与此同时，美国俄亥俄州曲轴工厂为提高曲轴轴颈的耐磨性，研制了曲轴淬火机床。
国际上以前苏联和美国为代表的工业化国家将感应加热技术成功地应用于机械工业的热处理领域。
其后，感应淬火被广泛地应用于汽车、铁路、机床、轴承制造等各个行业。
1957年，美国研制出作为电力电子器件里程碑的晶闸管，标志着现代电力电子技术的开始，也引发了感应加热技术的革命；1964年，用于逆变器的晶闸管问世；1966年，瑞士和西德首先利用晶闸管研制感应加热装置，从此感应加热技术开始飞速发展；1969年，第一台540Hz全固态电源建成；1972年，第一台50kHz全固态电源建成；1973年，LED诊断控制屏用于故障显示；1974年，电源设备的冷却系统改进，可见的排出水被流量计及压力表所取代，第一台压力闭路循环冷却系统使用于整个感应加热系统的冷却；1978年，第一台效率为97%全固态电源问世；1980年，工业发达国家基本淘汰了机式发电机及倍频器；20世纪80年代后，电力电子器件再次快速发展，MOSFET、IGBT等器件相继出现。
感应加热装置也逐渐摒弃晶闸管，开始采用这些新器件。
现在比较常用的是IGBT和MOSFET，IGBT用于较大功率场合，而MOSFET用于较高频率场合。
感应热处理具有节能、快速和清洁等优点，符合可靠（Sure）、安全（Safe）、节约（Saving）的3S标准，也符合低温（Cool）、干净（Clean）、安静（Calm）的3C标准，对同一种规格大批量零件进行感应淬火，便于实行机械化、自动化操作和在线生产，生产效率高，因此，感应热处理在机械制造业中得到了广泛应用。
国内外工业炉技术的发展现状及趋势
国内外工业炉技术的发展现状及趋势电子节能2010-1-4北京电子科技大学苍大强(中国电子节能技术协会讯) 1. 前言中国正在用20多年的时间完成发达国家200多年完成的事情.中国是一个制造业大国, 也将成为工业炉大国.中国工业炉技术发展方式已经开始发生了大变化: 感性设计—经验设计—经验+理论—理性设计。
水平变是因为服务对象变了,要求变多变高了。
开始研究以前不研究的问题,以前研究烧嘴,换热器等,如今系统优化问题,环保问题,安全问题,智能化,过程动态模拟,成本问题等(国际化和竞争的需要).问题：1）中国工业炉目前的水平如何扼要描述?2）中国有多少台工业炉? 各类炉的%各占多少?3）工业燃料燃烧的基本要求是什么?4）节能就是节电\节煤\节气\余热利用?5）什么叫工业炉? 工业炉包括哪些类型?6）提高工业炉水平是否主要靠先进设备?7）节能一定需要经费吗?8）工业炉学会的宗旨是什么?2.国内外工业炉发展现状及趋势国外长期节能已经达到较高水平,有一定经验:2007工业炉学会赴欧洲考察团:(1) 德国霍科德公司: 4年前就停止了对蓄热式加热炉的研究.(2) 瑞典皇家工学院3年前停止了蓄热式燃烧技术研究.(3) 德国蒂森-克虏泊钢铁公司: 自身发电量满足全公司95%的用电量,靠的是节能和用二次能源\余热\余能发电.(4)德国蒂森-克虏泊钢铁公司: 轧钢加热炉应该用最好的燃料.(5) LOI 埃森总部: 专业化基础上,集中提高几种炉子的系统性能.(6) 氧—燃料燃烧技术正在大力宣传和推广中.(趋势)日本认为氧—燃料燃烧技术(富氧和全氧燃烧)的好处:(1) 烟气量减少了, 燃料在炉内停留时间增加了.(2) 烟气量减少了, 炉内温度提高了(可达到800度).(3) 氮气浓度减少后, NOx排放大为减少.(4) 电炉使用可以代替电能,提高对流传热量和均匀性.技术可行性判定:(1) 原理可行性(2) 技术可行性(3) 经济可行性(4) 环境接受能力发展趋势(部分内容):(1) 美国金属学会热处理分会近期公布了“热处理技术发展路线图” 提出了美国热处理2020年设想和远期目标:*能源消耗减少80%，*工艺周期缩短50%，*生产成本降低75%，*热处理实现零畸变和最低的质量分散度，*加热炉使用寿命提高到原先的10倍，*加热炉价格降低50%，*实现生产零污染,“路线图”预期目标的技术跨度非常大，远远出乎许多国家的意料(其中一定有一些突破性技术)。
WPS文字文档
WPS文字文档热处理是机械工业的重要组成部分，是现代制造业生产链上不可或缺的极其重要环节，是促进金属材料潜力充分发挥、提高机械零件内在质量和使用寿命的关键加工工序，是制造业的基础技术。
机械产品的性能和寿命不单纯取决于材料的种类和成分，通过热处理加工可以改变材料内部的组织，进而改变材料的使用性能和提高寿命，热处理对零件及其组成的设备的质量影响是关键性的和长效的。
提高热处理技术装备水平和生产技术水平可实现节能、节材，增强企业竞争能力。
为深入实践科学发展观，全面落实党的十七大提出的战略任务，结合国家中长期发展规划编制周期，引导我国热处理行业又快又好发展，特制定“热处理行业“十二五”发展规划”。
一、“十一五”热处理行业发展现状“十一五”以来，热处理行业抓住国际产业转移的发展机遇，以改革、改组、改造为重点，以结构调整为主线，以技术创新为动力，以技术改造和设备更新为手段，提高了产业素质，提升了产业层次，完成了“十一五”规划目标（一）热处理行业发展的主要成就1、行业规模有所扩大“十一五”期末，全行业共有热处理企业（含专业化厂、热处理设备制造厂、热处理工艺材料生产企业及主机厂的热处理分厂、车间）约18000家，其中规模以上专业化热处理企业近6000家，热处理设备制造企业约1200家，工艺材料厂750家。
全行业热处理生产设备近10万标准（150kWh/台）台，装机容量约1500万kW，年耗电约230亿kW·h。
骨干企业平均单位能耗约500kW·h。
全行业规模以上企业实现销售收入560亿元（仅包括热处理加工营业额，不含被加工的零件价值）。
全行业职工约54万，全员劳动生产率约11万元/人。
2、专业化生产有所发展随着改革开放的深入、市场机制不断完善和融入世界经济一体化的发展，我国中小三资制造企业大量出现，专业化生产和协作的发展使热处理专业厂如雨后春笋般涌出，到本世纪初已发展到5000多家。
其中不乏资金充足，设备先进，技术起点高，管理有条，经济效益好的佼佼者。
热处理的发展史(二)
引言概述：热处理是一种通过加热、保温和冷却的工艺，用于改变材料的性质和组织结构。
在过去的几十年里，热处理技术在各个领域得到了广泛应用。
本文将深入探讨热处理的发展史，特别是近年来的新技术和应用。
正文内容：1.新兴热处理技术的发展1.1高周疲劳性能的提高1.1.1微细晶粒材料1.1.2超细晶粒材料1.1.3晶界工程1.2表面改性技术1.2.1渗碳处理1.2.2氮化处理1.2.3渗氮处理1.3高强度和高硬度材料的热处理1.3.1调质处理1.3.2硬化处理1.3.3预应力处理1.4快速处理技术1.4.1快速加热技术1.4.2快速冷却技术1.4.3快速淬火技术2.应用领域的拓展2.1航空航天领域2.1.1增强合金的热处理2.1.2材料疲劳性能的改善2.1.3超高温合金的热处理2.2汽车制造2.2.1发动机零部件的热处理2.2.2汽车结构件的热处理2.2.3铝合金的热处理2.3电子领域2.3.1金属材料的热处理2.3.2半导体材料的热处理2.3.3陶瓷材料的热处理2.4制造业领域2.4.1钢材的热处理2.4.2铸造件的热处理2.4.3焊接接头的热处理3.环境友好型热处理技术的出现3.1低能耗技术3.1.1负氢离子渗碳3.1.2真空低氮处理3.1.3电弧等离子体处理3.2低污染技术3.2.1高压蒸汽氧化处理3.2.2离子液体热处理3.2.3CO2气氛热处理3.3循环利用技术3.3.1废气余热回收技术3.3.2废水资源化技术3.3.3废渣资源化技术4.热处理设备的改进与创新4.1加热设备的改进4.1.1电阻加热炉4.1.2感应加热设备4.1.3微波加热设备4.2冷却设备的改进4.2.1气体冷却装置4.2.2液体冷却装置4.2.3盐浸冷却装置4.3控制系统的创新4.3.1温度控制系统4.3.2时间控制系统4.3.3气氛控制系统5.未来的发展趋势5.1材料多功能化热处理5.2智能化热处理设备5.3绿色环保热处理技术5.4热处理与先进制造技术的融合5.5热处理过程模拟与优化技术总结：热处理作为一种重要的材料加工方法，随着科技的进步和社会需求的变化，不断迎来新的发展机遇。
车间热处理实习报告
昨天参观了工具加工的车削、磨、铣的精加工车间，今天我们开始了，热处理的学习。
到底在精加工和刃磨角度之前或者在冷拔、冲压之前，工具经过了怎样的热处理呢 ?今天工具厂的老厂长，为我们做了详细的介绍。
热处理是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，从而获得所需要性能的一种工艺。
世界工业发展表明，创造技术的先进性是产品竞争能力的保证，而热处理技术的先进程度，则是保证机械产品质量的关键性因素。
老师提到了美国历经数年形成并制订的“美国热处理 2022 年技术发展路线图”，这是目前国际上最先进的热处理技术发展路线，资料显示，美国对于热处理技术设想目标是能源消耗减少 80%，工艺周期缩短 50%，生产成本降低 75%，热处理实现零畸变和最低的质量分散度，加热炉使用提高到原先的 10 倍(增加 9 倍)，加热炉价格降低 50%，实现生产零污染。
而我国的热处理相对于创造业发达的美国仍然存在 20 年的差距。
在上工具厂，主要的产品有：齿轮刀具、罗纹刀具、拉销刀具、孔加工刀具、硬质合金刀具、铣刀、铰刀类刀具、量具类刀具、非标准特殊刀具。
而每一种产品在加工过程中都要依据其材料及工艺要求的不同接受不同方式的热处理。
根据加热、冷却的方式及钢组织性能的变化特点不同，热处理可以分为以下几种： 1、普通热处理：退火、正火、淬火和回火;2、表面热处理：表面淬火、化学热处理;3、其他热处理：真空热处理、变形热处理、控制气氛热处理、激光热处理等。
随后，师傅为我们介绍了上海工具厂的热处理设备。
在上海工具厂，有四台真空炉。
热处理真空炉是具有高压 (压力)气冷功能的真空热处理设备，合用于高速钢、高合金工模具钢、不锈钢等精密零件的真空气淬、退火、钎焊以及磁性材料的烧结及快速冷却等。
在机床厂这四台真空炉中，有三台是 91 年从波兰引进的、美国技术创造的高压气淬真空炉，它由 5bar 的氮气进行冷却;有效零件炉塞尺寸为 600 ×600×900mm、可承受最大分量为 500kg;加热方式为高频辐射加热;真空度达到 50~100pa(大气压为1×1000000p a。
热处理实习心得体会
热处理实习心得体会热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,今天要给大家介绍的便是热处理实习心得体会，欢迎阅读！20xx-20xx学年上学期，我们在新迎校区工程实习中心进行了为期13周的金工实习。
期间，我们接触了铸、锻、焊、热处理、钳、车、铣、刨、滚齿、数控和特种加工等工种的基本操作技能和安全技术教程。
每个星期，大家都要学习一项新的技术，并在4小时的实习时间里，完成从对各项工种的一无所知到制作出一件成品的过程。
在老师们耐心细致地讲授和在我们的积极的配合下，我们没有发生一例伤害事故，基本达到了预期的实习要求，圆满地完成了13周的实习。
实习期间，通过学习车工、锻工。
我们做出了自己设计的工艺品，铣工、车工、刨工的实习每人都能按照图纸要求做出一个工件;最辛苦的要数车工和钳工，车工的危险性最高，在一天中同学们先要掌握开车床的要领，然后按照图纸要求车出锤子柄。
所有工种中，钳工是最费体力的，通过锉刀、钢锯等工具，手工将一个铁块磨成六角螺母，再经过打孔、攻螺纹等步骤最终做成一个精美的螺母。
一个下午下来虽然很多同学的手上都磨出了水泡，浑身酸痛，但是看到自己平生第一次在工厂中做出的成品，大家都喜不自禁，感到很有成就感。
这次金工实习给我的体会是：①通过这次实习我们了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。
熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。
了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。
②在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上，具有初步的独立操作技能。
③在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。
④培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。
快速热处理,RTP.
Applied Materials公司 vantage_vulcan_rtp设备 （ Applied Materials, Inc.）
2017/9TP设备中灯管辐射热源（ Applied Materials, Inc.）
2017/9/19
快速热处理技术
总结和展望
• 随着工艺特性和速度要求的不断提高、复杂微细结构的引进，热处理 工艺正面临来自高k和其它材料、超浅接合、应变硅、SOI，以及不断 微缩生产更高效率和更加复杂的器件所带来的挑战。
• RTP工艺RTP工艺技术提出了更高的要求
– 更低的热预算 – 更好的温度均匀控制 – 更宽的温度控制范围
• 源、漏区浅PN结工艺
– 低温工艺 （减少粒子杂质扩散）
• 低温工艺问题：温度低，注入的粒子杂质电激活效果差，晶格损伤修复能力 差，过剩杂质形成有效的产生/复合中心，PN结漏电。
– 保持温度下缩短高温处理时间
• 传统高温炉管设备 • 高温炉缓慢升降温，否则硅片因温度梯度翘曲变形 • 热预算大，杂质再分布
• 超浅结USJ（Ultra shallow junction）工艺
– 高温尖峰退火（Spike Anneal）技术：具有目前最大的杂质活化程度和最小的扩散 程度以及很好的缺陷退火修复特性，形成的接合质量较高、漏电流较低。
2017/9/19
快速热处理技术
总结和展望
热处理技术节点路线图 （ Applied Materials, Inc.）
2017/9/19
快速热处理技术
引言
• 快速热处理
– RTP工艺是一类单片热处理工艺，其目 的是通过缩短热处理时间和温度或只缩 短热处理时间来获得最小的工艺热预算。
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美国热处理技术发展路线图概述发布时间:2007-7-4 8:06:00背景美国能源部工业技术局（DOE-OIT）于上世纪90年代树立了一个被称作“未来生产技术”的设想，为此提出一系列必须实现的技术项目。
其目的是帮助美国大量使用能源和形成大量工业废料的行业利用这些技术取得不断进步和保持国际竞争能力。
热处理虽然不算是“未来生产技术”计划中的原本行业，但此领域内的企业被公认是主要能源用户，对制造业发生实质性的影响。
美国能源部和热处理学会（HTS）最近签订了一个参加未来工业计划的“合作伙伴”（Allied Partner）协议，其目的是通过“最优秀的实践（best practices）”达到提高能源利用率和劳动生产率的效果。
这些实践的领域是控制和传感技术、压缩空气、加热公益、工业技术信息的共享以及各种研发活动。
发展路线图制订过程美国金属学会热处理学会成立于1994年，下设紧急需求（Immediate Needs）、研究开发、工艺和程控（Technology and Programming）、教育四个委员会。
其宗旨是首先是在这些方面满足会员要求，其次研发委员会的任务是确认热处理行业的未来技术需求，确立计划、资金、实现满足需求研发项目以及这些项目的成果向工业生产推广的机制。
1995和1996年紧急需求委员会在全行业的企划中进行了全面调查，列出一系列热处理生产中紧急需求项目。
1996年2月美国国家能源部、热处理学会、金属热处理协会（Metal Treating Institute）召集了20名热处理全能（captive）和专业（commercial）加工企业、制造业和销售企业领导讨论并提出了美国热处理2020年设想和远期目标。
有17名专家组成的热处理学会研发委员会于1997年2月提出了热处理技术发展路线图（Heat Treating Technology Roadmap）初稿和三个领域，即设备和硬件材料、工艺和被处理材料、能源和环境方面的70个研发项目以及1999年的研发计划。
2002年7月热处理学会研发委员会在依利诺依斯工业大学（Illinois Institute of Technology）对路线图进行讨论修改和补充。
2004年公布了“热处理学会的2004热处理路线图（Heat Treating Technology Roadmap-2004 HTS Revision）修订稿”。
美国热处理2020年设想目标美国热处理2020年设想目标是能源消耗减少80%，工艺周期缩短50%，生产成本降低75%，热处理实现零畸变和最低的质量分散度，加热炉使用寿命提高到原先的10倍（增加9倍），加热炉价格降低50%，实现生产零污染。
组织实施措施1999年9月在Worcester工业大学（Worcester Polytechnic Institute, 简称WPI）的金属加工学院（Metal Processing Institute ）成立了“热处理杰出技术中心”（Center for Heat Treating Excellence ,简称CHTE）。
CHTE成立后不久在Illinois工业大学（Illinois Institute of Technology）成立了“热加工技术中心”（Thermal Processing Technology Center,简称TPTC）。
组织全行业的企业参与研发实现路线图目标和完成所提出的70余个研发项目。
值得重视的研发项目（1）利用地下水循环的感应加热淬火<500kW的感应淬火利用地下水闭路循环冷却，使用时用深井泵抽取地下水，后经净化处理再返回地下。
目前密执安州Alger市Roll Rite 公司的一台150kW的Ajax Tocco感应淬火系统已采用此法，每日的费用仅以美分计。
（2）强烈淬火工艺乌克兰科学院柯巴斯科院士开发的钢件用水或盐水剧烈冷却淬火是表面形成残余压应力并减少畸变的方法，已在美国获准以Intensi Quench服务商标注册了IQ Technologies Inc公司。
由于以水代油，减少了油品消耗并显著降低生产成本，受到美国能源部的重视和支持。
（3）1010℃以上温度的高温渗碳真空渗碳技术的成熟和低压渗碳技术的开发为实现高温渗碳制造了条件。
由于能显著缩短渗碳周期和节约能源，此项目已列入路线图研发计划的“工艺和材料技术”分组计划。
WPI的CHTE推动了工业企业和高效的合作、制造商和生产用户的协同开发。
（4）Ni₃Al金属间化合物－新型炉内抗渗碳耐热构件材料Ni₃Al已问世约20年，因为很脆，长期未获实际应用。
Oak Ridge国家实验室由Chain T.Liu领导的集体发现添加微量硼可明显改善其塑性，可作为炉子料筐、夹具，Ni₃Al材料成分为添加Cr、Zr、Mo、B的8%～11%Al,81%～88%Ni。
此材料具有出色的强热性、抗蠕变、抗渗碳能力。
Delphi-Saginaw Steering Systems公司通过和能源部的合作研究与开发协议已在料盘上进行了数年的成功试验。
（5）APM和APMT（更高强型APM合金）合金长寿命辐射管瑞典Kanthal AB的Sadvik公司继Kanthal Al电热丝之后相继开发出APM和APMT合金。
此种材料仍然是在A-1粉末材料基础上，通过热等静压（Hot Isostatic Pressing）和深拉延出来的。
用APM 合金制造的电热和燃气辐射管比普通耐热合金辐射管能经受双倍的热流，925℃能经受的热流可达9～10kJ/m²。
（6）炉用平面辐射板燃气技术所（Gas Technology Institute）开发的能砌入炉壁的平面辐射板（flat radiant panel），能增加辐射表面、降低表面温度、延长炉子使用寿命，提高炉温均匀性，减少炉衬、使炉子尺寸缩小50%，加快炉子升温和冷却速度，形成的NOx很少。
（7）反向循环单管封闭式辐射管（reverse annulus sigle-ended radiant tube）北美制造公司（North American Mfg.Co.）和燃气研究所（GTI）共同开发。
热辐射率高，用相同材料制造此种管能经受更高温度、提高燃烧效率10%，减少50%的NOx，使用寿命长。
（8）低NOx燃气强烈内循环（Forced Interval Recirculation）辐射管GTI开发的U 型辐射管延管长温度均匀。
当炉温为1010℃，空气遇热温度从455℃提高到了480℃时，产生的NOx<0.008%（vol）。
而一般预热空气辐射管所产生的NOx大0.02%～0.25%(vol)。
（9）直焰冲击燃烧技术（Direct Flame Impingement Technology）使用多喷嘴平嵌入炉壁的高速燃烧器，喷射速度达到1马赫（～330m/s）,可在空气过剩系数α=1的条件下工作，提高能源利用率35%、减少70%的NOx，提高生产率25%、减少50%的氧化烧损、有年节约1～1.5亿美元的潜力。
（10）智能化感应淬火闭环控制系统（Closed-loop control technology）利用神经网格系统控制原理，全面控制选材、相变、加热工艺、渗层。
所提供的软件具有优化零件强度/重量比的功能，具有的主、被动电磁传感器能监控整个加热过程中的透热深度。
（11）预见钢件渗碳淬火时的残余应力状态的软件。
（12）延长机器零件寿命残余应力状态的DANTE软件。
（13）准确预见钢热处理相变定量数据的软件。
（14）工艺热能评价的鉴定软件（Process Heat Assessment and Survey Tool ,PHAST）该软件为美国能源部计划项目，供用户按不同燃烧方式和热回收参数进行热能转换的工具，可比较炉子在工作状态下的性能，计算各种工作条件下的节能潜力。
（15）加热炉能源分析工具（Furnace Energy Analysis Tool）可计算按小时、年度或每磅零件的燃料、电能消耗成本数据。
（16）能源有效利用分析软件。
设备和硬件材料部分研发项目（1）工艺控制主要项目包括：①开发改进预测工具，例如工艺设计、预见状态、热物理和力学性能预测计算机模型。
②开发适时过程控制技术，安装在炉中和淬火槽中测量气流、淬火烈度、碳、氮势的灵巧传感器。
③开发在工件上适时直接测量表面含碳量的方法。
④开发工艺参数无人监控的生产方法。
⑤快速、无损、经济、实施测量渗碳层深度的方法。
⑥用多种传感器和技术按AMS规范（Aerospace Material Specification）鉴别炉子的更优化系统。
⑦更好的设备故障诊断、预防、维护方法，如烧嘴裂纹预测、防止炉内气氛恶化。
⑧建立标准/预见设备易变可行性的研究，例如不可能有两台完全一样的炉子。
⑨预测炉子几何尺寸、风扇速度、装炉量和装炉形状的模型。
（2）材料主要项目包括：①改进氧探头的抗碳黑能力——开发能用于700℃以下的氧探头。
②新的功能材料（如绝热材料）和结构材料（如在高温下工作的结构材料）。
③炉用经济耐热构件材料。
④提高炉子的耐热构件合金性能，包括抗渗碳合金夹具、料盘的廉价涂层。
（3）硬件（设备）主要项目包括：①高效（>80%）燃热器。
②高流速换热器，高转速风扇，增加传热面积等提高炉料受热条件的措施。
③减少散热的筑炉廉价绝热材料。
④节能、无内氧化渗碳气氛。
⑤铝合金淬火设备的改进。
⑥整批（盘）炉料的均匀淬火系统。
⑦淬冷设备改良设计模型。
⑧单件流动和机加工同步热处理设备。
⑨附加淬火机床上的能适时感知淬火开裂的传感器。
⑩廉价的残余应力非破坏检测方法。
○11更有效和更廉价的液态或非液态工作脱脂方法和设备。
工艺和材料部分研发项目（1）材料和工艺主要项目包括：①减少试验、避免错误的设计感应器软件工具。
②抗晶粒长大的高温（～1010℃）渗碳钢。
③缩短渗氮周期的工艺。
④改善感应、磁场、炉内加热回火、时效工艺的减少质量分散度和缩短工艺周期。
⑤减少加热时间的快速加热相变动力学。
⑥稀土元素对热处理组织转变的影响。
⑦高效的表面改性工艺。
⑧材料的深冷处理极限。
⑨聚合物、复合材料、新的铁合金和非铁合金等新材料的热处理。
⑩可替代渗碳的材料和工艺，控制淬透性钢、强烈淬火。
○11代替表面淬火的高效生产方法。
（2）材料应用软件和模型数据库主要项目包括：①材料选择软件：用户输入要求性能、输出工艺和热处理参数。
②材料失效（破坏）过程模型：输入使用特性指标（磨损、载荷、腐蚀）、输出材料的组织性能，反过来用于失效分析。
（3）模型的开发主要项目包括：①加热、冷却体积应变的相变模型。
②加热和冷却相变的体积应变模型。
③连续加热和冷却相变数据库，包括轧制变量、成分不均匀组织对相变的影响。