§8 真空热处理
真空热处理炉工作原理
真空热处理炉工作原理
真空热处理炉是一种用于金属材料热处理的设备，它能够在真空环境中对金属
材料进行加热、保温和冷却，以改善材料的机械性能、耐磨性和耐蚀性。
真空热处理炉的工作原理可以分为加热、保温和冷却三个阶段。
首先是加热阶段。
在加热阶段，真空热处理炉通过加热元件对工件进行加热。
加热元件通常是采用电阻加热器或者感应加热器，通过电流在加热元件中产生热量，然后将热量传导给工件。
在真空环境中，由于没有空气和氧气，工件的表面不会发生氧化和变色，同时也能够避免表面的碳化现象，从而保证了工件的表面质量。
接下来是保温阶段。
在加热到一定温度后，需要对工件进行保温，以确保工件
内部温度均匀。
真空热处理炉通常会采用隔热材料来保持工件的温度，在保温过程中，工件内部的组织结构会发生变化，从而提高了材料的强度和硬度。
最后是冷却阶段。
在保温一定时间后，需要对工件进行冷却，以固定工件的组
织结构。
真空热处理炉通常会采用气体冷却或者油冷却的方式来对工件进行快速冷却，从而确保工件的组织结构不会发生变化。
总的来说，真空热处理炉通过加热、保温和冷却三个阶段来对金属材料进行热
处理，从而改善材料的性能。
在真空环境中进行热处理能够避免氧化和碳化现象的发生，保证了工件的表面质量；同时通过保温和冷却过程，能够改善工件的组织结构，提高材料的强度和硬度。
真空热处理炉的工作原理为金属材料的热处理提供了一种高效、稳定的工艺方法，被广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
真空炉热处理原理
真空炉热处理原理
真空炉热处理是一种在无氧或低氧环境下进行的热处理工艺。
在真空中，热处理过程中的氧化反应被抑制，从而避免了部件表面的氧化和腐蚀。
真空炉热处理的原理是通过加热和冷却过程对金属材料进行组织和性能的调控，实现材料的强度、硬度、耐腐蚀性、韧性等性能的提高。
在真空炉中，加热炉膛的方式包括辐射加热、对流加热和辐射加对流加热等。
辐射加热是在真空炉膛内设置加热元件，通过辐射热对金属材料进行加热。
对流加热是通过向炉膛内注入气体，将气体加热后传递给金属材料，实现加热。
辐射加对流加热结合了辐射和对流的加热方式，既能够通过辐射加热对金属材料进行加热，又能够通过对流使得温度均匀分布。
真空炉热处理的冷却方式包括快速冷却和慢速冷却。
快速冷却是通过将金属材料放入液体中实现迅速降温，从而使得材料的组织结构发生变化，提高材料的强度和硬度。
慢速冷却是通过将金属材料放入炉膛中自然冷却，从而使得材料的组织结构发生缓慢变化，提高材料的韧性和耐腐蚀性。
总的来说，真空炉热处理原理是通过加热和冷却过程对金属材料进行组织和性能的调控，从而实现材料性能的提高。
不同的加热和冷却方式将会对材料的组织结构产生不同的影响，因此在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
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真空热处理作用
真空热处理作用
真空热处理是一种通过将材料加热至高温并施加真空的处理方法，以改变其物理和化学性质的工艺。
该方法广泛应用于航空、航天、电子、医疗等领域。
其主要作用包括：
1.提高材料的硬度和强度。
真空热处理可以改变材料的晶体结构，从而提高其硬度和强度，并增强其抗腐蚀能力。
2.改善材料的韧性和延展性。
真空热处理可以消除材料内部的缺陷和应力，从而改善其韧性和延展性。
3.改善材料的耐磨性和耐腐蚀性。
真空热处理可以形成一层致密的氧化膜，在一定程度上提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。
4.改变材料的导热性和导电性。
真空热处理可以改变材料内部的晶体结构和原子排列方式，从而改变其导热性和导电性。
总之，真空热处理是一种非常重要的材料处理方法，可以使材料在很大程度上改善其物理和化学性质，从而满足不同领域的需求。
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真空热处理操作流程
真空热处理操作流程
真空热处理是一种利用特殊工艺，将材料加热到一定温度并在真空环
境下进行处理的方法。
下面将详细介绍真空热处理的操作流程。
一、材料准备
在进行真空热处理前，需要对材料进行准备。
首先要对材料进行分类，并根据材料的性质选择合适的加工方法。
其中最重要的便是确定适宜
的加热温度和持温时间。
二、真空加热
当材料准备就绪后，需要进行真空加热。
首先将加工好的材料放入真
空炉内，然后将炉门关闭。
随后，要进行抽真空，将炉内空气排除，
直到达到预定的真空度。
接下来，设定加热温度，将温度控制在预定的范围内，并保持一定的
持温时间。
此时，材料就可以在高温条件下进行处理，以达到预定的
目的。
三、冷却处理
完成真空热处理后，需要进行冷却处理。
通常采用的方法是通过水循环来进行快速冷却，以降低材料的温度。
此时，需要注意控制冷却速度和冷却时间，避免材料受到过度温度变化的影响。
四、处理结束
当冷却操作完成后，即可打开炉门，取出处理好的材料。
此时，需要对材料进行检测，以确保热处理效果达到要求。
如果材料质量符合要求，即可完成真空热处理，否则需要重新处理。
总之，真空热处理是一种非常重要的材料加工方法，其操作流程必须严格按照工艺要求进行。
只有这样才能确保材料的质量和性能达到最佳的状态。
真空热处理技术
真空热处理技术
真空热处理技术是一种在低于一个大气压的气氛环境中进行热处理的工艺，包括真空环境下的加热、冷却和保温等。
真空热处理可以实现无氧化、无脱碳、无渗碳，去掉工件表面的磷屑，并有脱脂除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果。
同时，真空热处理技术还可以实现气氛控制热处理，将金属工件在1个大气压以下加热，加速化学热处理的吸附和反应过程。
真空热处理技术广泛应用于各种特殊合金热处理和一般工程用钢的热处理中，可以提高热处理质量和产品性能，同时降低生产成本和维护成本。
此外，真空热处理还可以实现多元共渗等特殊热处理工艺，如渗碳、渗氮、渗铬、渗硼等。
在设备方面，真空热处理炉的维修是真空炉管理的重要内容之一，需要定期进行维修和保养。
同时，根据不同的生产需求和工艺要求，选择合适的真空炉和热处理工艺也是非常重要的。
总的来说，真空热处理技术是一种高效、高质量、低成本的热处理工艺，在制造业和材料科学领域有着广泛的应用前景。
真空热处理
真空热处理真空热处理是一种重要的金属材料加工技术，在各个领域都有广泛的应用。
本文将从定义、原理、工艺流程、优点和应用领域等方面进行详细介绍，希望能够帮助读者更好地了解真空热处理。
一、定义真空热处理是一种在低气压或真空条件下进行的加热和冷却的金属材料处理方法。
通过控制加热温度、时间和降低环境气氛，使金属材料在特定条件下改变其组织结构和性能。
二、原理真空热处理的基本原理是利用真空环境中的低气压，降低氧、氮等气体对金属材料的影响，从而避免气氛冷却过程中产生的氧化、氮化和硫化等表面缺陷。
另外，真空热处理还可利用较高的加热速率，通过快速升温保持材料表面的清洁度和均匀性。
三、工艺流程真空热处理的工艺流程可以分为加热、保温和冷却三个阶段。
1. 加热阶段：在真空炉中将金属材料加热到目标温度。
加热速率应适中，过快容易导致表面气化和过烧，过慢则影响生产效率。
2. 保温阶段：将金属材料保持在目标温度下一段时间，使其达到均匀加热。
保温时间一般根据材料的厚度、型号和热处理要求来确定。
3. 冷却阶段：将金属材料迅速冷却至室温。
冷却方式可以采用自然冷却或强制冷却，具体根据材料和热处理要求来选择。
四、优点真空热处理具有以下几个显著的优点：1. 优秀的表面质量：真空热处理能够有效避免金属材料的氧化、氮化和硫化等表面缺陷，保证材料的表面质量。
2. 较高的加热速率：真空热处理中的加热速率相对较高，可以实现快速加热和保温，提高生产效率。
3. 均匀的加热效果：真空热处理具有良好的温度均匀性和恒温性能，可以使金属材料达到均匀加热的效果，避免因加热不均导致的质量问题。
4. 可控性强：真空热处理过程中可以根据具体需要调节加热温度、时间和气压等参数，提高处理的可控性和灵活性。
五、应用领域真空热处理广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造、电子设备和医疗器械等领域。
1. 航空航天领域：真空热处理可应用于制造航空发动机叶片、涡轮叶片、航空零件等高温、高强度要求的金属材料。
真空热处理实践
真空热处理实践一、真空热处理加热工艺1. 加热曲线类型真空中工件主要靠辐射进行加热，而辐射传热有其特有的规律，该规律的特点就是符合辐射传热的四次方定律(斯蒂芬玻尔兹曼定律)，见下式：式中Q辐———辐射传递的热量；α———辐射传热系数；T1 ———辐射元件表面温度；T2 ———受辐射物体表面温度。
上式说明，高温时即使是很小的温度差也能产生很高的传热速度。
据计算，在1200℃时，1℃温度差所引起的传热量是540℃时1℃温度差所引起的传热量的5倍。
同时，也有资料告诉我们，在相同情况下真空加热所需时间约是空气炉的3倍、盐浴炉的6倍。
这些都说明真空炉内低温加热慢、加热速度“滞后”。
为此，使用真空炉时，绝对不能照搬空气炉、盐浴炉和气氛炉的工艺。
图1 、图2 和图3所示的三种类型的加热工艺，只有图1是正确的，正是因为它体现了真空炉内加热的特点。
2. 加热时间的确定( 1) 加热时间的近似计算法。
图4 中不同温度下时间可按下列方法计算：T1 = 30 + ( 2.0 ～1.5) ×D ( 1)T2 = 20 + ( 1.5 ～1.0) ×D ( 2)T3 = 15 + ( 1.0 ～0.8) ×D ( 3)式中：T1 、T2 、T3 为时间( min) 。
D为被加热工件有效厚度(mm) ，并按有关规定考虑，即圆柱形工件按直径计算，管形工件当高度/ 壁厚≤1.5mm 时，以高度计算；当高度/ 厚度≥1.5mm 时，以1.5mm 壁厚计算；当外径/ 内径>7时，按实心圆柱体计算，空心内圆柱体以外径乘0.8 计算。
公式括号中的数据为加热系数，( 1) 、( 2) 式中工件形状复杂，或捆绑、密集、屏蔽严重时选下限( 数值大的)；工件形状简单、摆放松散时选上限( 数值小的) 。
(3) 式中高合金钢选下限( 数值大的)；高速钢选上限( 数值小的) 。
30、20、15是根据内热式真空炉、不同温度段加热特点预设的升温时间(min) 。
第八章真空热处理炉
三、机械真空泵 真空泵：利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容
器进行抽气而获得真空的器件或设备。
抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。极限 压力(极限真空)从粗真空到10-12Pa以上的超高真空范围。
机械真空泵：是利用机械运动(转动或滑动)以获得真空的泵。
1、机械真空泵的分类 1）变容真空泵：利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气以达到抽气目
排气阀浸在油里以防止大气流入泵中。泵油通过油孔及排气阀进 入泵腔，使泵腔内所有的运动表面被油覆盖，形成了吸气腔与排气腔 之间的密封。
单级旋片泵一般极限压力只能达到1.3Pa(个别可达0.1Pa)，为 什么极限压力不能再低呢？
(1)泵的结构上存在有害空间，该空间中 的气体是无法排除的。当旋片转过排气口 后，这一部分气体又被压缩，经过转子与 泵腔间的缝隙又回到吸气空间，所以每次 总有些气体排不尽。
§8－1 真空系统
一、真空概念 1、真空：在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。 2、真空度：真空状态下气体的稀薄程度，用压力表示；
单位：1标准大气压≈1.013×105Pa=9.7×10-1Kg/cm2； 1bar（巴）＝105Pa＝0.9869标准大气压
1Torr ≈133Pa=1mmHg
油，所以亦称为水环式真空泵或油环式真空泵。
3)干式真空泵：它是一种泵内不用油类(或液体)密封的变容真空泵。 4)罗茨真空泵：泵内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转
子。转子间、转子同泵壳内壁之间均保持一定的间隙。
2．动量传输泵：依靠高速旋转的叶片或高速射流，把动量传输给气体
或气体分子，使气体连续不断地从泵的入口传输到出口。
分子真空泵：利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，
真空热处理作业指导书
真空热处理作业指导书真空热处理是一种将材料加热至一定温度，在真空条件下进行处理的工艺。
真空热处理可以改变材料的物理和化学性质，提高材料的硬度、强度、耐磨性、抗氧化性等特性，常用于金属和陶瓷材料的制备和加工。
下面是真空热处理的一些作业指导。
1.准备工作：在进行真空热处理之前，需要对设备进行清洗和检查，确保设备干净，无杂质和沉积物。
检查设备各部件是否完好并处于正常工作状态，例如真空泵、加热炉、加热元件等。
然后选择合适的样品进行真空热处理。
2.真空度的控制：真空度是真空热处理中一个重要的参数。
应根据材料的特性和处理要求，选择合适的真空度。
一般要达到10-5Pa以下的高真空度，这可以通过真空泵的选择和设备的密封性措施来实现。
3.加热温度和保温时间：加热温度和保温时间是真空热处理中非常重要的因素，对材料的性质改变有直接影响。
加热温度应根据材料的熔点、晶化温度和固溶化温度等因素来确定，一般控制在500-1200℃之间。
保温时间应根据材料的厚度和加热温度等因素来确定，一般需要5-30分钟以上的保温时间，以保证材料的均匀加热和相应的物理变化。
4.气体压力和气氛控制：真空热处理中，需要针对性地控制气氛，以达到对材料的要求。
一般来说，真空热处理中的气氛可以分为氧化性气氛、还原性气氛和惰性气氛等。
对于金属材料，氧化性气氛会使其表面产生氧化层，而还原性气氛可以去除氧化层。
对于陶瓷材料，惰性气氛可以保持其表面平整，防止其在真空加热过程中变形或变色。
应根据材料的特性和处理要求，选择合适的气氛，设置相应的气体压力。
5.冷却方式：真空热处理完成后，需要合理选择冷却方式，以保证材料晶体结构的稳定。
快速冷却会使材料硬化，但也会产生过度热处理现象。
缓慢冷却可以保证材料的物理状态相对稳定，但这也会造成材料的结构不稳定。
因此，应根据材料的特性和处理要求，选择合适的冷却方式和速度。
总之，真空热处理是一项非常复杂而且技术含量较高的工艺，需要在密封、真空度、加热温度、保温时间、气氛控制和冷却方式等方面进行综合考虑，以保证材料的质量和硬度。
真空热处理后工件的颜色
真空热处理后工件的颜色1. 引言说到真空热处理，大家可能会想，“这是什么神奇的工艺？是不是能让我的锅碗瓢盆也变得闪闪发光？”其实，这个技术主要用于金属工件，尤其是那些要求高强度和耐磨性的零件。
咱们今天就来聊聊真空热处理后的工件颜色，看看这背后有哪些秘密和趣事。
2. 真空热处理是啥？2.1 定义与原理真空热处理，其实就是在一个低压的环境中，通过加热和冷却来改变金属的内部结构。
简单来说，就是把金属放进一个高科技的“蒸汽锅”里，搞一场“温度派对”。
这个过程能有效去除金属内部的杂质，让它们变得更加坚硬，嘿，简直就像给金属穿上了“铠甲”一样，稳稳当当，谁也不怕！2.2 颜色变化那么，热处理过的工件到底会有什么颜色变化呢？这就要从金属表面开始说起。
经过真空热处理，金属的表面会形成一层薄薄的氧化膜，颜色变化多种多样，从银白色到深蓝色，甚至还有金色的光泽。
哇，这不就是金属界的“彩虹衣”吗？一件普通的零件，经过处理后，瞬间变得时尚起来，简直可以去参加红毯活动了。
3. 颜色变化的原因3.1 氧化膜的形成那么，这层氧化膜是怎么回事呢？当金属加热到一定温度时，表面的氧分子就会和金属原子发生反应，形成各种颜色的氧化物。
每种金属在不同温度下产生的氧化膜颜色各有不同，就像是每个人都有自己的个性一样。
例如，钛合金在高温下会呈现出美丽的紫色，这样一来，大家都想为自己的金属零件“打扮”一番，谁不想要个性又炫酷的工件呢？3.2 影响因素不过，颜色的变化可不仅仅取决于金属本身哦！真空热处理的温度、时间、气氛等都会影响最终的颜色。
就好比烤蛋糕，如果温度不对，可能会变成焦炭；时间不够，又可能是个生蛋糕。
所以，操作工人得像个“美食家”，时刻注意把握这些细节，才能让工件在颜色上赢得一席之地。
4. 实际应用与趣事4.1 质量与美观热处理后工件的颜色不仅是美观的象征，更能反映出工件的质量。
有些公司甚至把颜色作为质检的一部分，哎呀，这简直是把艺术与科技完美结合啊！比如，汽车零件经过处理后呈现出亮丽的银色，大家都知道这是高品质的代表，仿佛在说：“看我多牛逼！”4.2 小故事还记得我朋友小张，他刚刚做了一个金属工件，特意去找了个真空热处理的地方。
真空热处理炉工作原理
真空热处理炉工作原理
真空热处理炉通过将材料置于真空环境中进行热处理，其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 创建真空环境：首先，将热处理炉密封，并通过泵等装置将炉内空气抽取出来，使炉内形成真空环境。
真空环境的创建可以有效降低气氛中的杂质含量，减少材料表面的氧化反应。
2. 加热：在真空环境下，通过电加热器、辐射加热器或电子束等方式对炉内进行加热。
加热过程可以根据材料的特性和所需热处理效果进行控制，以达到所期望的热处理效果。
3. 保持温度：一旦达到需要的温度，炉体会保持一定的温度稳定性，以确保材料在一段时间内保持在所需的温度范围内。
保持温度的时间取决于材料的类型和所需的热处理效果。
4. 冷却：热处理结束后，可以通过冷却系统对炉内的材料进行快速或缓慢的冷却。
冷却速度对于材料的性质和热处理效果具有重要影响，不同的冷却速度可以改变材料的组织结构，进而影响其性能。
真空热处理炉的工作原理基于在真空环境下对材料进行加热和冷却处理，以改变材料的化学和物理性质。
通过控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，可以实现对材料的定向调控，以满足不同应用领域对材料性能的要求。
真空热处理工艺原理..
1600 43.1
铜
温度℃
溶解度s
1000 1.58
1083（熔点） 1100 2.10（固态） 6.3 6.10（液态）
1200 8.1
溶解度s的单位为每100g金属对标准态气体容积单位为cm3的溶解量
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气体原子在金属中的扩散
由吸附变为收附是和金属表面原子与吸附气体分子 （原子） 之间的表面反应及气体原子（或质子） 在金属中的扩散两个基本过程有关。
在αFe {100} 断裂平面上断裂核心 的形成过程
-a/2[111]+a/2[111]a[001]
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氢脆
断裂核心的形成是晶体中产 生局部塑性变形，a/2<111>
型位错在滑移面上移动是由 于屈服应力的作用。
屈服应力对温度敏感断裂 强度对温度敏感
对含氢的钢：变形速度越小、
温度越高，脆断成分高；
态； 按前述除气过程使气体从金属表面除去。
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真空加热技术特点
优点：
缺点:
1. 防止氧化作用、无氢脆 1. 真空中蒸发较大的元素
2. 真空脱气、脱脂作用
2. 设备一次性投资较大
3. 淬火变形小、节约能源
4. 工艺稳定、重复性好
5. 生产成本低、耗电少
6. 操作安全、自动化程度高。
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真空状态下金属表面的氧化及分解
MO = M+1/2O2 ΔG＝ΔG0＋RTlnpO21/2
ΔG 吉布斯函数的改变ΔG0标准吉布斯函数的改变R为气体常数T温度；
常压下ΔG0>0, ΔG>0,金属氧化物一般不分解；高 温下仅有少数HgO，Ca2O，Ag2O等氧化物分解；
真空状态下高温ΔG<0则氧化物分解。
真空热处理的工艺
真空热处理的工艺
真空热处理是将材料加热到一定温度，然后在真空环境中保温一段时间，最后以合适的速率冷却材料的工艺。
真空热处理的工艺包括以下几个步骤：
1. 加热：将待处理的材料放入真空炉中，通过电阻加热器或感应加热器加热材料到设定的温度。
加热过程需要控制加热速率和最终温度，以确保材料达到所需的热处理效果。
2. 保温：在材料达到设定温度后，保持一段时间进行保温处理。
在真空环境下进行保温，可以避免材料表面的氧化或其他化学反应。
3. 冷却：保温结束后，需要将材料迅速冷却到室温。
冷却速率可以影响材料的组织结构和性能，因此需要精确控制冷却速度。
4. 排放：冷却完毕后，打开真空炉，将热处理过的材料取出。
真空热处理的目的是改善材料的硬度、强度、韧性、耐腐蚀性和其他性能。
常见的真空热处理方法包括退火、淬火、回火和固溶处理等。
不同材料和热处理目的需要采用不同的真空热处理工艺和参数。
真空热处理具有许多优点，例如可以避免氧化、减少变形、提高材料品质、确保加热和冷却的均匀性等。
因此，真空热处理在航空航天、汽车制造、电子产业和其他高端制造领域得到广泛应用。
真空热处理和普通热处理的区别
真空热处理和普通热处理的区别真空热处理即真空技术与热处理两个专业相结合的综合技术，是指热处理工艺的全部和部分是在真空状态下进行的。
真空热处理几乎可实现全部热处理工艺，如淬火、退火、回火、渗碳、渗铬、氮化，在淬火工艺中可实现气淬、油淬、硝盐淬火、水淬等，它与普通热处理相比较具有以下优点。
1、不氧化、不脱碳、不增碳对工件内部和表面有良好的保护作用：氧化使金属表面失去金属光泽，表面粗糙度增加，精度下降，并且钢表面氧化皮往往是造成淬火软点和淬火开裂的根源，氧化使钢件强度降低，其他力学性能下降。
而脱碳是指钢在加热时表面碳含量降低的现象。
一般情况下，钢的氧化脱碳同时进行，脱碳层由于被氧化，碳含量降低会明显降低钢的淬火硬度、耐磨性、及疲劳性能，高速钢脱碳会降低红硬性。
而真空热处理由于金属是在一定的真空度下加热，工件避免了与氧气接触，工件没有氧化，无脱碳，可以得到光亮的表面及较好的热处理质量，同时在真空状态下，也不会发生还原反应，也就不会发生增碳现象。
2、提高整体机械性能、脱气和促进金属表面的净化作用：真空对液态金属有明显的除气效果，对固态金属中溶解的气体也有很好的排除作用。
金属中最有害的气体是氢。
采用真空加热时，可使金属和合金中的氢迅速降至最低程度，消除氢脆，从而提高材料的塑性、韧性和疲劳强度，提高了工件的整体机械性能。
金属和合金在真空中加热时，如果真空度低于相应氧化物的分解压力，这种氧化物就会发生分解，形成的游离氧立即被排出真空室，使金属表面质量，进一步改善，甚至使表面达到活化状态，起到净化作用3、工件变形小。
一般来说，被处理的工件在炉内靠热辐射加热，内外温差较小，热应力小，因而决定了真空热处理工艺处理的零件变形小，同时在真空下加热和在真空下淬火，自动完成，避免了热态下工件在空气中的搬运（盐浴处理及气氛保护处理虽在绝氧的环境里加热，但仍在空气或含有氧分子的淬火介质中完成淬火），减少了人为加工变形。
如Cr12MoV材质的滚丝轮，分别真空热处理和盐浴处理，真空热处理比盐浴处理变形量小70%，产品合格率高。
真空热处理六大优势
真空热处理六大优势
1.真空热处理过程中无氧化、无脱碳并有除锈作用,工件的变形量小，不需要进行二次加工，从而可以有效地节约资源，减少成本。
为精密工件提供了保障。
2.脱气作用。
在常压下有些气体会溶入到金属的组织内部，在真空状态下会大大降低气体的溶解度，使气体从内部向表面扩散，从而溢出金属表面，达到脱气的效果，使材料纯净度提高,提高了工件的抗疲劳度、塑性、韧性、耐腐蚀性等各种综合性能。
3.有利于去除工件表面残留油污,真空状态下使其易分解挥发，减少对工件品质的污染，提高产品质量。
4.真空状态下被处理的工件无氢脆现象,防止钛和难溶金属出现表面脆化。
5.热处理工件畸变小。
由于在一个完全密闭的空间内缓慢加热，使炉体各处的温度比较均匀化，工件内外温差小;真空热处理加热一般预热1-2次,每次预热都进行保温一定的时间使其温度充分均匀化,产生的热应力也比较小,因此不会因应力作用而产生变形。
6.真空淬火工艺稳定,工件的机械性能比较稳定，重复性好,操作安全,自动化程度高,工作环境好、无污染、无公害。
真空热处理工艺
真空热处理工艺前言:所谓真空热处理是工件在真空介质中进行加热到所需要的温度，然后在不同介质中以不同冷速进行冷却的热处理方法。
真空热处理被当代热处理界称为高效、节能和无污染的清洁热处理。
真空热处理的零件具有无氧化，无脱碳、脱气、脱脂，表面质量好，变形小，综合力学性能高，可靠性好(重复性好，寿命稳定)等一系列优点。
因此，真空热处理受到国内外广泛的重视和普遍的应用。
并把真空热处理普及程度作为衡量一个国家热处理技术水平的重要标志。
真空热处理技术是近四十年以来热处理工艺发展的热点，也是当今先进制造技术的重要领域。
工艺原理(1)金属在真空状态下的相变特点。
(2)真空脱气作用，提高金属材料的物理性能和力学性能。
(3)真空脱脂作用。
(4)金属的蒸发:在真空状态下加热，工件表面元素会发生蒸发现象。
(5)表面净化作用，实现少无氧化和少无脱碳加热。
表1.各种材料在真空热处理时的真空度(1)在900℃以前，先抽0.1Pa以上高真空，以利脱气。
(2)10-1Pa进行加热，相当于1PPM以上纯度惰性气体，一般黑色金属就不会氧化。
(3)充入惰性气体时，如充133Pa，(50%N2+50%H2)的氮氢混合气体，其效果比10-2,10-3Pa真空还好。
此时氧分压66.5Pa是安全的。
(4)真空度与钢表面光亮度有对应关系。
(5)一般10-3~133Pa真空范围内，真空度温差为±5℃，如气压上升，温度均匀性下降，所以充气压力应尽量可能低些。
2、加热和预热温度: 表2 预热温度参考表3、真空淬火加热时间图1真空加热时的特性曲线图2炉温和被加热工件表面与中心温度t总=t均+t保 t均=a`×ht保为相变时间，t均为均热时间，a`为透热系数(分/mm)，h为有效厚度(mm)。
三(真空淬火冷却在淬火时我们都要考虑到所热处理工件的材质、形状、技术要求，以及该材质“5” 曲线来选择合理的淬火冷速，一般情况下有真空油淬和真空气淬( 在这里主要分析真空油淬)。
真空热处理和形变热处理
真空热处理和形变热处理真空可以指压力小于正常一个大气压(负压)的任何气态空间。
当金属的热处理过程是置于真空中进行时，就称为真空热处理。
真空热处理几乎可实现全部热处理工艺，如淬火、退火、回火、渗碳、渗铬、氮化和沉淀硬化等;在淬火工艺中可实现气淬、油淬、硝盐淬火、水淬、脱气等，在通入适当介质后，也可用于化学热处理。
形变热处理(thermal-mechanical treatment)是将形变强化和相变强化相结合的一种综合强化工艺。
它包括金属材料的范性形变和固态相变两种过程，并将两者有机地结合起来，利用金属材料在形变过程中组织结构的改变，影响相变过程和相变产物，以得到所期望的组织与性能。
形变热处理的主要优点是:?将金属材料的成形与获得材料的最终性能结合在一起，简化了生产过程，节约能源消耗及设备投资。
?与普通热处理比较，形变热处理后金属材料能达到更好的强度与韧性相配合的机械性能。
有些钢特别是微合金化钢，唯有采用形变热处理才能充分发挥钢中合金元素的作用,得到强度高、塑性好的性能。
?采用形变热处理工艺不仅可以获得由单一强化方法难以达到的良好的强韧化效果，而且还可大大简化工艺流程，使生产连续化，获得良好的经济效益。
12. 1 真空在热处理中的作用12.1.1 真空基本概述真空状态下负压的程度称为真空度。
真空度最常用的单位是Pa和托(Torr，1Torr=133.3Pa)。
气压越低，真空度越高;气压越高，真空度则越低。
根据真空度的大小，-2-3-4-5真空通常被分为低真空(10,10×1333.3Pa);中真空(10,10×1333.3Pa);高真空(10,-7-810×1333.3Pa)和超高真空(>10×1333.3Pa)四级。
另外，真空度还常用真空状态内水蒸气的露点来表示，它们的关系如表11-1所示:表11-1 真空度和露点的关系-1-2-3-4-5真空度(×133.3Pa) 100 10 1 10 10 10 10 10露点(?) 11 18 -40 -59 -74 -88 -101真空炉中的气体包括残留空气、炉体，工件内释放的气体;润滑油蒸发气体和外界渗入气体等，非常复杂，必须要用真空泵不停排气以保证达到所需要的真空度。
真空热处理炉原理
真空热处理炉原理
真空热处理炉是一种用于金属材料热处理的设备。
它的工作原理是在真空环境下对金属材料进行加热和冷却处理，以改变材料的物理性质和结构。
真空热处理炉一般由加热室、真空系统、冷却系统和控制系统等部分组成。
首先，需要将金属材料放入加热室中，然后通过真空系统将炉内的空气抽出，形成真空环境。
接下来，通过加热室内的加热元件对金属材料进行加热，可以使用电阻加热、感应加热或电子束加热等方式。
加热过程中，可以根据材料的不同要求和需要进行时间控制和温度控制。
在加热达到设定温度后，可以进行保温处理。
保温时间的长短取决于金属材料的种类、尺寸和所需的热处理效果。
保温过程中，材料的温度会逐渐均匀，以确保整个材料内部都达到了所需的温度。
之后，可以对金属材料进行冷却处理。
冷却方式可以通过停止加热并使加热室内的冷却介质流过，也可通过停止加热并开始通入冷却气体等方法进行。
冷却过程中需要控制冷却速度，以确保金属材料的结构和性能得到所需的改变。
最后，待金属材料冷却至室温后，可以打开真空系统，恢复常压环境。
然后，将金属材料取出，经过后续的处理和加工，最终得到具有所需性能的材料。
总之，真空热处理炉通过在真空环境下对金属材料进行加热和
冷却处理，改变材料的物理性质和结构。
它在航空航天、汽车制造、机械加工等领域有着广泛的应用。
真空热处理炉工作原理
真空热处理炉工作原理真空热处理炉是一种用于对金属材料进行热处理的设备，其工作原理主要是利用真空环境下的高温加热来改变金属材料的结构和性能。
在真空热处理炉中，金属材料被置于真空室内，通过加热和冷却过程来实现对材料的热处理。
下面将详细介绍真空热处理炉的工作原理。
首先，真空热处理炉的工作原理涉及到真空环境的创建。
在热处理过程中，必须确保材料表面不受氧化和污染的影响，因此需要在真空室内建立真空环境。
真空热处理炉通过抽出真空室内的空气，使其内部压力降至极低水平，从而实现真空环境。
通常，真空热处理炉会使用机械泵或分子泵等真空设备来实现对真空室内空气的抽出，以确保真空环境的稳定性和可靠性。
其次，真空热处理炉的工作原理涉及到加热和冷却过程。
一旦真空环境建立完成，热处理过程就可以开始。
在加热过程中，真空热处理炉会通过加热元件（如电阻加热器或感应加热器）对金属材料进行加热，使其达到所需的温度。
在真空环境下，金属材料的加热过程可以更加均匀和稳定，同时避免了氧化和污染的风险。
一旦达到所需的温度，真空热处理炉会保持一定时间，以确保材料内部的温度均匀性和稳定性。
最后，真空热处理炉的工作原理还涉及到冷却过程。
在热处理完成后，金属材料需要进行冷却，以稳定其组织结构和性能。
真空热处理炉会通过控制冷却速度和方式来实现对金属材料的冷却，以确保其达到所需的组织结构和性能。
在真空环境下，金属材料的冷却过程可以更加均匀和稳定，避免了因空气冷却而产生的氧化和污染。
总的来说，真空热处理炉的工作原理主要包括真空环境的创建、加热过程和冷却过程。
通过这些过程，真空热处理炉可以对金属材料进行高温处理，从而改变其组织结构和性能。
真空热处理炉在航空航天、汽车制造、机械加工等领域具有广泛的应用，其工作原理的深入理解对于提高金属材料的性能和质量具有重要意义。
真空热处理工艺流程
真空热处理工艺流程
真空热处理工艺流程通常包括以下步骤：
1. 预处理：将待处理工件进行清洗、除油、打磨等预处理工作，以保证表面光洁度和清洁度。
2. 加热：将工件放置在真空炉内，通过加热炉环境来使工件达到所需温度，同时保证环境真空度。
3. 保温：当工件达到所需的温度后，保持工件处于高温状态，使其达到期望的微观组织和性能。
4. 冷却：在完成保温过程后，需要将工件从高温状态快速降温至室温，以减少热处理过程中可能产生的变形和裂纹。
5. 处理后处理：对热处理后的工件进行冷却、清洗、除锈、质检等后续工作，以确保工件质量符合要求。
在真空热处理过程中，需要注意控制热处理过程中的温度、保温时间、冷却速率等参数，以确保达到期望的微观组织和性能。
同时，还需要对真空炉进行维护和保养，以保证其正常运行和高效工作。
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5、合金元素的蒸发
各种全属在不同温度下有不同蒸气压，当真空度提高时，蒸气压 高的金属（Mn、Cr）客易蒸发、并污染其它金属表面，使零件之 间，或零件与料筐之间粘结，造成电气短路，材质改性等缺陷，通 常零件在高真空下加热至800℃ ，800 ℃以上应通以惰性气体。
三、真空热处理的特点
实现无氧化、无脱碳加热: 由于模具均是在真空状态下加 热，残余气体的氧分压极低，表面不氧化、不脱碳，而且不 形成任何毒性产物。 变形小，硬度均匀: 由于真空加热主要靠高温下的热辐射， 低温对流作用很弱，因而加热缓慢，工件表面和心部温差小， 膨胀收缩较均匀，造成的热应力较小，从而减少工件的最终 变形。 提高工件塑性、强度: 固态金属在真空下进行热处理，表 面有脱气作用，从而提高它的塑性和强度。 洁净工件表面: 真空附着在这些物体上的油脂属普通脂肪 族，是碳、氢、氧化合物、蒸气压较高，在真空中加热时被 挥发或分解，随即被真空泵抽掉，使工件表面净化。
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二、真空加热的特点
1、脱脂
粘附在金属表面的油脂、润滑剂筹蒸气压较高，在真 空加热时，自行挥发或分解成水，氢气和二氧化碳等气体， 并被真空泵抽走，与不同金属表面产生化学反应，得到无 氧化、无腐蚀的非常光洁的表面。
2、除气Байду номын сангаас
金属在熔炼时，液态金属要吸收O2、N2、H2、CO等 气体，由于冷却速度太快，这些气体留在固体金属中，生 成气孔及白点等各种冶金缺陷，使材料的电阻、磁导率、 硬度、强度、塑性、韧性等性能受到影响，根据气体在金 属中的溶解度，与周围环境的分压平方根成正比的关系， 分压越小即真空度越高，越可减少气体在金属中的溶解度， 释放出来的气体被真空泵抽走。
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§8 真空热处理
§8. 1 真空热处理的概述
一、真空热处理的发展
1643年 托利拆利
真空
1905年 旋转真空泵（机械）
1915年 扩散泵
1958年 Ipson 真空炉
1972年 真空渗碳炉
1979年 连续式真空炉
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3、氧化物分解
金属表面的氧化膜、锈蚀、氧化物，氢化物在真空加热时被还原、 分解或挥发而消失，使金属表面光洁。钢件真空度达0.133-13.3Pa 即可达到表面净化效果，金属表面净化后，活性增强，有利于C、 N、B等原子吸收，使得化学热处理速度增快和均匀。
4、保护作用
真空热处理实质上是在极稀薄的气氛中进行，炉内残存的微量气 体不足以使被处理的金属材料产生氧化脱碳，增碳等作用。使金属 材料表面的化学成分和原来表面的光亮度保持不变。
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§8. 3 真空热处理常见的问题
真空设备方面的问题： 1) 密封问题； 2) 检漏； 3) 电源电器维修； 4) 专用油等。
有关工艺、生产质量方面的问题： 预热问题； 工件装炉； 炉内污染问题等。
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国产真空热处理装备水平的提高是一个系统的工程，依赖 于国内设备制造商和零配件供应商整体水平的提高。
(1) 对于真空热处理技术的基理的深入研究要加强。通过对 基理的研究，深人分析现有的或有待于解决的课题，从而可以 解决现有真空热处理的不足之处，也有助于提升真空热处理装 备新产品的研发水平。
炉内的温度及其均匀性
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§8. 2 真空热处理工艺
真空退火 真空淬火 真空回火 真空化学热处理
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真空热处理具有无氧化、无脱碳、无元素贫化的特 点，可以实现光亮热处理，可以使零件脱脂、脱气，避 免表面污染和氢脆；同时可以实现控制加热和冷却，减 少热处理变形，提高材料性能；还具有便于自动化、柔 性化和清洁热处理等优点，近年已被广泛采用，并获得 迅速发展。
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