金属的常用真空热处理方法
真空中去除碳的方法
真空中去除碳的方法
在真空中去除碳的方法主要有以下几种：
1. 真空热处理法：将金属放在真空室内加热，利用金属内部原子或分子的振动加速气体分子的逸出，使金属表面碳脱氧。
2. 真空渗碳法：在真空条件下，将金属表面与活性碳原子接触，利用碳原子在金属表面的扩散和渗透作用，使金属表面形成一层碳化物薄膜，从而去除金属表面的碳。
3. 真空喷涂法：在真空条件下，将金属表面喷涂上一层非活性材料，如陶瓷、玻璃等，以覆盖金属表面的碳，从而达到去除碳的目的。
4. 真空蒸馏法：将金属放在真空中加热，使金属表面碳在高温下挥发并被真空泵抽出，从而达到去除金属表面碳的目的。
以上方法均需要在高真空条件下进行操作，具体的操作条件和工艺参数需根据不同的金属材料和碳含量进行调整。
304 真空热处理
304 真空热处理
首先，要明确的是，304不锈钢是可以进行热处理的。
热处理是一种通过改变金属内部结构来改变其性能的工艺方法。
对于304不锈钢来说，其热处理主要包括固溶处理和时效处理。
固溶处理是将304不锈钢加热到奥氏体化温度（通常在1000℃以上），然后快速冷却，使其组织转变为马氏体或贝氏体。
时效处理则是将304不锈钢加热到一定温度，保温一定时间，使其析出硬化相，从而提高其硬度。
要提高304不锈钢的硬度，可以采用以下几种方法：
1. 固溶处理：通过提高固溶温度或延长保温时间来增加奥氏体
化程度，从而增加马氏体或贝氏体的含量。
这种方法可以显著提高304不锈钢的硬度，但也会降低其韧性。
2. 时效处理：在一定温度下对304不锈钢进行保温，使其析出
硬化相。
这种方法可以提高304不锈钢的硬度，但硬化效果不如固溶处理明显。
3. 冷加工强化：通过冷轧、冷拔、冷镦等工艺来增加304不锈
钢的位错密度，从而使其硬度增加。
这种方法可以提高304不锈钢的硬度，但会降低其韧性。
4. 表面处理：通过喷丸、滚压、高频感应加热淬火等表面处理
工艺来提高304不锈钢的表面硬度，从而增加其耐磨性和抗疲劳性能。
这种方法不会显著影响其整体硬度。
综上所述，304不锈钢可以进行热处理来提高其硬度。
在实际生
产中，可以根据具体需求选择合适的热处理工艺来达到所需的硬度要求。
同时，还需要注意热处理过程中可能产生的缺陷和影响，如氧化、脱碳、变形等，采取相应的预防和纠正措施来保证304不锈钢的热处理质量和性能。
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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真空热处理工艺及操作方法
真空热处理工艺及操作方法1、真空度的概念真空为气体较稀薄的空间，在指定的空间内，低于一个大气压力的气体状态，统称为真空。
真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
1标准大气压(1 atm)≈1.013×105Pa(帕)1Torr≈1/760atm=1 mmHg1Torr≈133Pa1Pa≈7.5 ×10- 3Torr表1 工程压力单位转换表我国将其真空区域划分为：低真空、中真空、高真空和超高真空。
目前真空热处理炉的真空度大多在103～10 -4Pa的范围内。
2、真空加热的特点2.1、防止氧化作用金属的氧化和氧化物的分解，按下式进行当真空中氧的分压大于氧化物的分解压Po2时，金属要氧化；相反，当MeO 的分解压力大于真空中的氧分压时，MeO会分解出金属来。
在真空中加热不仅使金属本身不氧化，而且使原来已氧化的金属进行还原分解，这便是除锈作用。
2.2、真空脱气作用采用真空熔炼难熔金属、活拨金属，达到充分去除H2，N2，O2的目的。
目前广泛使用的钢液真空脱气处理，使钢液更纯净，钢材更致密.提高了钢的质量。
固态金属在真空下进行热处理，同样有脱气作用。
金属的脱气，可提高它的塑性和强度。
真空度愈高，温度愈高，脱气时间愈长，有利于金属的脱气。
2.3、脱脂作用真空热处理炉，已广泛应用于易损伤的金属箔、拉丝线材和精密的带有小孔筛眼之类金属零件的脱脂处理。
因为附着在这些物件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，随即被真空泵抽走。
真空热处理虽有脱脂作用，但不能认为真空热处理前的工件可不经清洗就装人炉中，因为大量的油脂不仅污染了炉子，还会污染真空泵油损坏真空泵的性能。
2.4、真空下元素的蒸发在热处理温度范围内，常压下，金属与合金的蒸发是微不足道的。
然而，真空热处理时工件表面层中某些元素的蒸发，有时是很严重的。
常用的合金元素Zn、Mg、Mn、Al、Cr等的蒸气压较高，易蒸发，造成表面合金元素贫乏。
真空热处理工艺.
真空热处理工艺目录前言 A一、真空热处理工艺原理和真空热处理和加热特点 11、工艺原理 12、真空热处理的加热特点： 3二、真空热处理工艺参数的确定 31、真空度： 32、加热和预热温度： 43、真空淬火加热时间 4三、真空热处理的冷却方法 51、气淬 52、真空油淬 73、为减小工件变形采用的分级冷却。
94、真空水淬。
95、真空硝盐淬火。
96、炉冷或控速冷却。
9四、真空退火、真空淬火、真空回火及常用金属材料的真空淬火、回火工艺规范 91、真空退火目的 92、真空淬火： 143、真空回火 20四、常用金属材料的真空淬火、回火工艺规范。
20（1）合金结构钢和超高强度钢 20（2）弹簧钢 22（3）轴承钢 22（4）合金工具钢 23（5）高速钢 23（6）不锈耐热钢 24所谓真空热处理是工件在10-1~10-2Pa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。
一、真空热处理工艺原理和真空热处理和加热特点1、工艺原理（1）金属在真空状态下的相变特点。
在与大气压只差0.1MPa范围内的真空下，固态相变热力学、动力学不产生什么变化。
在制订真空热处理工艺规程时，完全可以依据在常压下固态相变的原理。
完全可以参考常压下各种类型组织转变的数据。
（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。
表一各种金属的蒸气压-td金属达到下列蒸气压的平衡温度（℃）熔点（℃）10-2Pa10-1Pa1Pa10Pa133PaCu103511411273142216281038 Ag848936104711841353961 Be102911301246139515821284 Mg301331343515605651 Ca463528605700817851 Ba406546629730858717 Zn248292323405-419 Cd180220264321-321Hg-5.5134882126-38.9 Ae80888999611231179660Li377439514607725179Na19523829135643798K12316120726533864In74684095210881260157C22882471268129263214-Si111612231343148516701410Ti1249138415461742-1721Zr166018612001221225491830Sn9221042118913731609232Pb548625718832975328V158617261888207922071697 Nb23552539--2415 Ta25992820---2996Bi536609693802934271 Cr99210901205134215041890 Mo209522902533--2625 Mn791873980110312511244 Fe119513301447160217831535 W276730163309--3410 Ni125713711510167918841455 Pt174419042090231325821774 Au119013161465164618671063（5）表面净化作用，实现少无氧化和少无脱碳加热。
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) 。
真空炉热处理的操作方法
真空炉热处理的操作方法随着科技的不断发展，真空炉热处理在材料加工领域中得到了广泛的应用。
真空炉热处理是指将金属材料加热到一定温度，在真空环境下进行处理，以改变材料的物理和化学性质，从而获得所需的材料性能。
本文将详细介绍真空炉热处理的操作方法。
一、真空炉的准备工作1. 清洁真空炉：在进行真空炉热处理之前，必须对真空炉进行清洁。
首先，需要将真空炉内部的杂物清理干净，包括材料残留物、灰尘和油污等。
然后，使用清洁剂和抹布清洁真空炉内壁和门，确保表面干净。
2. 检查真空炉：在清洁真空炉之后，需要对真空炉进行检查。
检查真空炉的目的是确保真空炉的各项功能正常，如真空泵、加热器和温度控制器等。
如果有任何故障或问题，必须在进行热处理之前进行修理或更换。
3. 安装样品：在进行真空炉热处理之前，必须安装样品。
样品必须放置在真空炉的特定位置，并且必须与热处理过程的温度和时间相适应。
在安装样品之前，必须清洁和处理样品表面，以确保样品在热处理过程中不受污染或氧化。
二、真空炉的操作步骤1. 开启真空泵：在进行真空炉热处理之前，必须开启真空泵。
真空泵的作用是将真空炉内的空气抽出，以创建真空环境。
在开启真空泵之前，必须确保真空泵的电源已连接，并且泵的油位和过滤器已经检查。
2. 启动加热器：在真空泵开始工作后，必须启动加热器。
加热器的作用是将样品加热到所需的温度。
在启动加热器之前，必须确保加热器的电源已连接，并且加热器的温度控制器已经设置。
3. 控制真空度：在真空泵和加热器开始工作后，必须控制真空度。
真空度的控制非常重要，因为它会影响样品的热处理结果。
在控制真空度时，必须注意真空泵的工作状态和真空炉的密封性。
如果真空度过低，必须检查真空泵和真空炉的密封性。
4. 控制加热时间：在样品达到所需温度后，必须控制加热时间。
加热时间的控制非常重要，因为它会影响样品的热处理结果。
在控制加热时间时，必须注意样品的类型和大小。
5. 降温：在进行完热处理后，必须降温。
真空调质热处理
真空调质热处理真空调质热处理是一种常用的金属材料热处理方法，通过将金属材料置于真空环境中进行加热处理，以改变其组织结构和性能。
真空调质热处理广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域，可以显著提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性能，同时减少材料的变形和裂纹形成。
真空调质热处理的过程主要包括预热、保温和冷却三个阶段。
首先，将待处理的金属材料放入真空炉中，在低压下进行预热。
预热的目的是使材料均匀加热，去除材料中的内部应力，减少热应力对材料的影响。
预热温度根据不同的材料和要求而定，一般在400°C-900°C之间。
接下来是保温阶段，也是真空调质热处理的关键步骤。
在保温阶段，将预热后的金属材料保持在一定的温度下一段时间，以使材料内部的组织结构发生变化。
保温温度和时间的选择需要根据材料的种类和要求进行合理调整。
保温过程中，材料的晶粒会发生长大和再结晶，从而改变材料的力学性能和物理性能。
此外，保温过程中的真空环境可以避免材料表面的氧化和污染，保证材料的质量。
最后是冷却阶段，将保温后的材料迅速冷却至室温。
冷却方法一般有水冷、油冷和气冷等。
冷却速度的选择取决于材料的要求，过快或过慢的冷却速度都可能导致材料性能的下降。
适当的冷却速度可以使材料的组织结构更加均匀，同时减少材料的变形和裂纹形成。
真空调质热处理的优点主要有以下几个方面。
首先，由于在真空环境中进行处理，可以有效避免材料的氧化和污染，提高材料的质量。
其次，真空调质热处理可以在较低的温度下进行，减少了能源消耗和环境污染。
此外，真空调质还能使材料的组织结构更加均匀，提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性能，延长材料的使用寿命。
然而，真空调质热处理也存在一些限制。
首先，设备和工艺的要求较高，设备投资和维护成本较高。
其次，处理过程中需要对材料进行密封，以保证真空环境的稳定性，这在一定程度上限制了材料的尺寸和形状。
此外，真空调质热处理的周期相对较长，一般需要几个小时到几十个小时不等，影响了生产效率。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
金属的常用真空热处理方法
将金属工件在 1 个大气压以下(即负压下)加热的金属热处理工艺。
20 世纪20 年代末﹐随著电真空技术的发展﹐出现了真空热处理工艺﹐当时还仅用於退火和脱气。
由於设备的限制﹐这种工艺较长时间未能获得大的进展。
60～70 年代﹐陆续研製成功气冷式真空热处理炉﹑冷壁真空油淬炉和真空加热高压气淬炉等﹐使真空热处理工艺得到了新的发展。
在真空中进行渗碳﹐在真空中等离子场的作用下进行渗碳﹑渗氮或渗其他元素的技术进展﹐又使真空热处理进一步扩大了应用范围。
特点
金属零件在真空中的热处理能防止氧化脱碳并具有脱气效应﹐但金属元素可能蒸发。
防止氧化脱碳
真空热处理炉的加热室在工作时处於接近真空状态﹐仅存在微量一氧化碳和氢气等﹐它们对於加热的金属是还原性的﹐不发生氧化脱碳的反应﹔同时还能使已形成的氧化膜还原﹐因此加热后的金属工件表面可以保持原来的金属光泽和良好的表面性能。
脱气效应
金属零件在真空环境中加热时﹐金属中的有害气体﹐例如鈦合金中的氢和氧﹐会在高温下逸出﹐有利於提高金属的机械性能。
金属元素蒸发。