热处理技术与应用

电话：028-83450858       手机：13688119568

          邮箱：kzfr622@sohu.com或kzfr622@tom.com

“热处理技术与应用”空间应广大读者的要求，决定开展远程热处理专业技术服务，需求者，可与本空间主持人联系。其内容有：

1工艺技术类　　　　　　　

1.1退火                    

1.1.1完全退火。　　　　　　　　　　1.1.2不完全退火。

1.1.3球化退火。　　　　　　　　　　1.1.4再结晶退火。

1.2正火。

1.2.1碳素钢正火.。              1.2.2合金钢的正火。

1.2.3亚温正火(最新工艺方法)

1.3淬火、回火方法。

1.3.1碳素结构钢的淬火、回火。   1.3.2合金结构钢的淬火、回火。

1.3.3碳素工具钢的淬火、回火。   1.3.4合金工具钢(含高速钢)的淬火、回火。

1.3.5弹簧的热处理。         1.3.6轴承钢的淬火、回火。

1.3.7不锈钢的热处理。

1.4化学热处理及表面热处理。

1.4.1钢的渗碳。                 1.4.2钢的碳氮共渗。

1.4.3钢的软氮处理。              1.4.4QPQ处理。

1.4.5BRN处理。                  1.4.6钢的氮化。

1.4.7其它表面化学处理。         1.4.8高频淬火及高频渗碳。

1.4.9激光淬火。                 1.4.10不锈钢的氮、碳共渗及渗氮。

1.5、有色金属的热处理。

1.5.1铝合金的热处理。          1.5.2铜合金的热处理。

2、设备咨询。

2.1常规设备。                 2.1.1井式加热炉。

2.1.2井式气体渗碳炉( 含碳、氮或氮、碳共渗)。

2.2.1箱式加热炉。             2.3箱式多用炉生产线。

2.4、真空炉及低压真空渗碳炉。  2.5链带热处理炉生产线。

2.6、振底式热处理炉生产线。    2.7高频、中频、工频感应加热装置。

2.8激光热处理装置。

3热处理生产线设计。

4热处理配套装置的选用。

5热处理相关材料的选用。

6热处理相关介质的选用及配制。

　“热处理技术与应用“编辑室与有关专家编写的的《热处理现场工艺手册》，主要内容有：材料的化学成份、临界点、淬火温度、冷却介质、回火温度与硬度的关系曲线；共有二佰余个品种的金属材料的现场工艺常用数据及曲线，而这些数据及曲线均从生产现场采集并经多年的实践考核证明，属本行业的精典数据。最适合工艺技术人员及自编工艺的操作人员使用。

本《工艺手册》已印制完成，欲购者请与本空间主持人联系。

不锈钢的化学热处理，是化学热处理中比较困难的一种处理方法，经过多年的工艺试验，现已开发出高效的活化剂及催渗剂，采用活化加催渗的方法，彻底解决这一难题，如1Cr18Ni9Ti表面硬度可达HV≥900。其工艺简单、低成本、高效、质量稳定。是目前国内同行业先进水平。

(1）20Mn2：用于制造截面较小（直径不大于50mm）的零件，可代替20Cr钢。

常用于制造渗碳小齿轮、小轴；要求不高的活塞销、十籽销头、柴油机套筒、汽门顶杆等；也可用作调质钢，如制造冷镦螺栓。

（2）30Mn2：用作小截面重要紧固件（经调质处理）。

通常可用于制造汽车、拖拉机及一般机械的车架纵梁、变速箱齿轮、轴、冷镦螺栓及较大截面的调质件；在矿山机械制造中，可用于制造要求心部强度较高的渗碳件，如起重机的后轴和轴颈等。

（3）35Mn2：在制造小截面（直径小于20mm）零件时，可代替40Cr钢。

用作连杆、心轴、曲轴、半轴、操纵杆、风机配件、直径小于15mm的冷镦各种重要螺栓等承受较高应力的机械零件。

（4）40Mn2：在制造小截面（直径小于40mm）零件时，与40Cr钢相近。

用于制造午载荷条件下工作的零件，如轴、半轴、曲轴、活塞杆、蜗杆、操纵杆、杠杆、连杆。有载荷的螺栓、螺钉、加固环、弹簧等，以及其他需要调质的零件。

（5）45Mn2：用于制造在较高应力与磨损条件下工作的零件，在直径小于60mm时，性能与40Cr钢相当。

用作汽车、拖拉机和通用机械的万向接头轴、车轴、轴、连杆盖、摩擦盘、蜗杆、齿轮、齿轮油、电车和蒸气机车轴、车箱轴、重载荷机架，以及冷拉状态中的螺栓和螺帽等。

    （6）50Mn2：用于制造在高应力及承受强烈磨损条件下工作的大型零件，如万向接头轴、齿轮、曲轴、连杆、各类小轴等；重型机械上在滚动轴承中工作的主轴、轴及大型齿轮；汽车上的传动花键轴及承受冲击载荷的心轴等，也可用于制造板簧和平卷簧。

    （7）20MnV：用于制造锅炉、高压容器、大型高压管道等；也可用作冲压用钢，如自行车链条、活塞销、齿轮等；还可用于制造直径不大于20mm的矿用链坏。

（8）30Mn2MoW：用于制造载荷较大的零件，如连杆螺栓、曲轴、拉杆、齿轮等；可代替30CrNi3制造截面直径小于80mm的重要调质件；当采用表面淬火工艺时，可以制造截面更大的零件。

（9）27SiMn：用于制造高韧性和耐磨性的热冲压零件；也可用于制造不经热处理的零件，或在正火后使用，如拖拉机的履带销等；还可用作铸件。

    （10）35SiMn：用于制造中等速度、 中等载荷或高载荷而冲击不大的零件，如传动齿轮、心轴、连杆、蜗杆、电车轴、发动机轴、飞轮等；还可用于制造汽轮机的叶轮、400℃以下和重要紧固件等。

    （11）42SiMn：与35SiMn钢相同，但主要用作表面淬火钢。

    （12）20SiMn2MoV、25SiMn2MoV：用于制造截面较大、载荷较高、应力状态复杂或低温下长期运转的机件，石油机械钻井提升系统的轻型吊坏、吊卡、射孔器等，以下其他截面较大的连接件。

    （13）37SiMn2MoV：用于制造大截面承受重载荷的重要零件，如重型机械的轴、齿轮、转子、连杆、螺栓等零件；石油化工中用作高压容器、大螺栓等；还可用作工作温度在-15℃～450℃的大螺栓紧固件。

    （14）4OB：用于制造比40钢截面大、性能要求高的零件，如齿轮、转向拉杆、轴、凸轮，以及拖拉机曲轴柄等零件；制造要求不高的小尺寸零件时，可代替40Cr钢。

    （15）45B、50B：用于制造截面较大、强度要求较高的零件，如拖拉机的曲轴、连杆及其他零件；可代替50钢、50Mn钢或50Mn2钢制造要求淬透性较高的零件；制造小尺寸零件时，其性能与40Cr钢相当。

    （16）40MnB：用于制造汽车、拖拉机及其他中、小机械设备的中、小截面的调质零件，如转向轴、半轴、蜗杆、花键轴和机床主轴、齿轮等，可代替40Cr钢。用作尺寸较小的零件时，性能与40CrNi钢相近。

    （17）45MnB：用于代替40Cr钢或45Cr钢制造中、小截面的调质零件，如机床的齿轮、钻床的主轴、拖拉机的拐轴、凸轮、曲轴、花键轴、齿轮、惰轴和轴套等。

（18）20Mn2B：用于代替20Cr钢制造心部强度要求高、表面耐磨、尺寸较大、形状较简单、承受一般载荷的渗碳零件，如机床的各种齿轮、套轴、离合器、汽车的气阀挺杆、楔形锁销、转向滚动轮轴、调整螺栓等。用作小截面零件时，性能与20CrMnTi、12Cr2Ni4钢相近。

    （19）20MnMoB：用于代替20CrMnTi、12CrNi3钢制造心部强度要求较高的中等载荷的渗碳齿轮及其他零件，如汽车、拖拉机的齿轮和载荷大的机床齿轮，也用于制造活塞销等零件。

    （20）15MnVB、20MnVB：用于制造模数较大，载荷较高的中、小尺寸的渗碳零件，如重型机床的齿轮和轴、汽车的后桥齿轮和变速箱齿，

    （21）40MnVB：用于代替40Cr、45Cr、42CrMo钢制造汽车、拖拉机、机床及矿山机械的重要调质零件，如轴、齿轮等。用作小截面的零件，可代替40CrNi钢。

    （22）20MnTiB、25MnTiBRE：用于制造承受中等载荷、截面较小的齿轮及其他渗碳零件，如拖拉机、推土机、汽车的变速箱齿轮、轴等。

    （23）20SiMnVB：用于制造截面较大、载荷较高，并要求较高强度和耐磨性的渗碳零件，或高速工作且承受冲击的渗碳零件，如拖拉机的滑动齿轮、齿圈、齿轮轴，机床的主轴、蜗杆、爪形离合器等。

    （24）15Cr、15CrA：用于制造工作速度较高而截面不大的、心部韧性高的渗碳零件，如套管、曲柄销、活塞销、活塞环、联轴节，以及工作速度较高、受力不大的小齿轮、小凸齿轮、轴和轴承圈、铆钉、螺钉等零件。

    (25)20Cr：用于制造心部强度要求较高和表面承受磨损、尺寸较大的，或形状较复杂而载荷不大的渗碳零件，如齿轮、齿轮轴、凸轮、活塞销、蜗杆、顶杆等；也可用于制造工作速度较高并承受中等冲击载荷的调质零件。

（26）30Cr、35Cr：用于制造在磨损和摩擦条件下，或在很大冲击载荷下工作的重要零件，如轴、小轴、平衡杠杆、摇杆、连杆、螺栓、螺帽、齿轮和各种滚子等；也可用作表面淬火钢。

    （27）40Cr：用于制造较重要的调质零件，如在交变载荷下工作的零件；中等转速和中等截面的零件；经调质并高频表面淬火后可用作载荷和耐磨性较高而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、曲轴、连杆、连杆盖、连杆螺钉、螺帽等。

    （28）45Cr：与40Cr钢相近。用于制造较重要的调质零件；经调质并高频表面淬火后可用作载荷和耐磨性较高的零件，如齿轮、套筒、轴、销子等。

    （29）50Cr：用于制造承受重载荷及摩擦的零件，如热轧用轧辊、减速机轴、齿轮、传动轴、止推环、支承辊的心轴、拖拉机离合器齿轮、柴油机连杆、螺栓、挺杆、重型矿山机械的高强度与耐磨齿轮、油膜轴承套等；也可用于制造弹簧。

    （30）38CrSi：用于制造直径为30mm～40mm、强度和耐磨性要求较高的零件，如汽车、拖拉机和其他机器的小轴、螺栓、拔叉轴、履带销、起重勾、进气阀、内燃机的油泵齿轮等；也可用作冷作的冲击工具，如铆钉机压头等。

    （31）12CrMo：用于制造锅炉及汽轮机蒸气参数达510℃的主汽管，管壁温度达540℃的过热器管和相应的锻件；也适用于制造弹性元件。

    （32）15CrMo：同上，可用于制造蒸气参数达530℃的高压锅炉的过热器管、蒸气导管及相应锻件。

    （33）20CrMo：用于制造汽轮机、锅炉的隔板等；机械的高级渗碳零件，如齿轮、轴等；化工设备的非腐蚀性介质中及温度低于250℃的、含有氮氢混合物的介质中工作的高压导管及紧固件。

    （34）30CrMo、30CrMoA：用于制造中型机械截面较大的零件，如轴、主轴、受高载荷的操纵轮、螺栓、双头螺栓、齿轮等；化工设备的焊接件、板材和管材构成的焊接结构、在氮氢混合物的介质中温度不超过250℃工作的高压导管；汽轮机、锅炉中在温度低于450℃工作的紧固件、温度低于500℃受压的法兰和螺母，以及在300MPa、温度低于400℃工作的导管。

（35）35CrMo：用于制造高载荷下工作的重要结构件。特别是受冲击、震动、弯曲、扭曲载荷的机件，如车轴、发动机传动机件、大电机轴，汽轮发电机主轴、叶轮、紧固零件、曲轴、连杆，石油工业的穿孔器；锅炉中温度低于480℃工作的紧固件；化工设备的非腐蚀介质中温度在450～500℃工作的厚壁无缝高压导管；大截面的齿轮、轴、汽轮发电机的转子、直径小于500mm的支承轴，以及重载荷的传动轴，可代替40CrNi钢。

    （36）42CrMo：用于制造比35CrMo要求强度更高或截面更大的零件，如轴、齿轮、连杆、变速器齿轮、机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮；也可用于制造弹簧、弹簧夹等类似零件，1 200m～2 000m石油井钻杆接头与打捞工具等。可代替含镍较高的调质钢。

    （37）12CrMoV、12Cr1MoV：用于制造蒸气参数达540℃的主气管、转向导叶环、、汽轮机隔板、隔板外环，及管壁温度不大于570℃的各种过热器管、导管和相应的零件。12Cr1MoV钢的抗氧化性和热强性比12CrMoV钢好。

    （38）35CrMoV：用于制造重型和中型机械承受高应力的重要零件，如长期在500℃～520℃下工作汽轮机转子叶轮；高级涡轮鼓风机和压缩机的转子、盖盘、轴盘；功率不大的发电机轴；强力发动机的零件。

    （39）25Cr2MoV：用于制造汽轮机整体转子、套筒、阀、主汽阀、调节阀，蒸气参数可达535℃；受热在550℃以下的螺母、受热在530℃以下的螺栓，以及其他长期工作在510℃左右的连接件；也可用作渗氮钢。

    （40）25Cr2Mo1VA：用于制造汽轮机蒸气参数达565℃的前气缸、螺栓、阀杆等。

（41）20Cr3MoWVA：用于制造温度低于520℃和70MPa下工作的高压加氢设备的管子和其他零件。

    （42）38CrMoA1：高级渗氮钢。用于制造高耐磨性、高疲劳强度和较高强度、处理后尺寸精确的氮化零件，或各种受冲击载荷不大而耐磨性高的渗碳零件，如仿模、气缸套、座套、底盖、活塞螺栓、齿轮、滚子、检验规、样板、高压阀门、阀杆、橡胶和塑料用挤压机、搪床的搪杆和蜗杆、精密磨床的主轴等。

（43）20CrV：用于制造表面要求有高的硬度和耐磨性、心部有较高强度而截面又不大的渗碳零件，如齿轮、、活塞销、小轴、分配轴、蜗轮传动齿轮、顶杆、汽门推杆，及其他重要零件；汽轮机工作温度为350℃～500℃耐热螺母及垫圈，以及非腐蚀性介质中工作的高压管道。

    （44）40CrV：用于制造重要零件。如曲轴、不渗碳的齿轮、推杆、受强应力的双头螺栓、螺钉、机车连杆、螺旋桨、轴承支架、横梁；氮化的小轴、各种齿轮和销子；截面不大的高压锅炉给水泵轴；420℃、30 MPa高温高压下工作的螺栓、连杆。

    （45）50CrV：用于制造截面较大的承受动载荷和高应力的重要零件；截面较大受强应力的螺旋弹簧和扭杆弹簧，以及在温度低于300℃下工作的阀门弹簧和活塞弹簧。

    (46)15CrMn：用于制造齿轮、蜗轮、塑料模具、汽轮机密封轴套。可与15CrMo钢互换使用。

    （47）20CrMn：用于制造截面不大、承受中等压力而又无大冲击载荷的零件，如齿轮、轴、蜗杆、主轴、机械无级变速装置的摩擦轮、调整器套筒等。

    （48）40CrMn：用于制造高速、高弯曲载荷条件下工作的轴和连杆；高速、高载荷而无强力冲击载荷条件下工作的齿轮轴、水泵转子、离合器、小轴、心轴；高压容器盖板螺栓。

    （49）20CrMnSi：用于制造强度高的焊接结构件和工作应力较高的零件，冷冲压成形的零件。

    （50）25CrMnSi：用于制造拉杆、重要的焊接和冲压零件、高强度的焊接结构件（钢板或钢管结构件）。

（51）30CrMnSi、30CrMnSiA：用于制造在震动载荷下工作的焊接结构和铆接结构，如高压鼓风机叶片、阀板；高速高载荷的砂轮轴、齿轮、链轮、螺栓、螺帽、轴套等，以及温度不高而要求耐磨的零件。

    （52）20CrMnMo：用于制造要求表面硬度高、耐磨性好的重要渗碳零件，如齿轮、凸轮、曲轴、连杆、钻头等。

    （53）40CrMnMo：用于制造截面较大并要求高强度、高韧性的零件；

    （54）20CrMnTi：用于制造截面在30mm以下，承受高速、中等载荷或重载荷，以及有冲击和摩擦的重在渗碳零件，如齿轮、齿轮轴、齿圈、、蜗杆等。

    （55）30CrMnTi：用于制造截面较大的重载荷渗碳件，以及其他受力较大的齿轮、齿轮轴、蜗杆等；心部强度要求高的渗碳齿轮。

    （56）20CrNi：用于制造较高载荷下工作的大型重要渗碳零件，如齿轮、键、对轴、花键轴，及用作具有高冲击韧性的调质零件。

    （57）40CrNi：用于制造截面较大、在热状态下锻造的冲压的重要零件，如轴、曲轴、齿轮、连杆、螺钉、圆盘等。

    （58）45CrNi、50CrNi：用于制造截面较大的轴类或其他较重要的调质零件，如内燃机曲轴、汽车和拖拉的主轴、变速箱曲轴、气门、螺栓、螺杆等。

    （59）12CrNi2：用于制造要求心部韧性较高而强度不太高的受力较复杂的中、小渗碳零件或氰化零件，如传动齿轮、轴套、活塞销、推杆、齿套、凸轮、共键轴等。

    （60）12CrNi3：用于制造承受重载荷并要求高强度、高硬度和高韧性的各种渗碳零件和氰化零件；

    （61）20CrNi3：用于制造重载荷条件下工作的大型渗碳零件，如齿轮、轴、蜗杆、凸轮、活塞销、螺栓、双头螺栓、销钉等。

    （62）30CrNi3：用于制造重要的较大截面的零件和受扭转载荷及冲击载荷较高而且要求淬透性的大型重要零件，如曲轴、连杆、齿轮、轴、蜗杆等；热态锻造和冲压零件；

    （63）37CrNi3：用于制造承受高载荷或冲击载荷的大截面零件，以及低温条件下工作并承受冲击载荷的零件；也可用作热态锻造和冲压的零件；

    （64）12Cr2Ni4：用于制造截面较大、载荷高、韧性好、交变应力下工作的重要渗碳零件；

    （65）20Cr2Ni4：用于制造比12Cr2Ni4钢性能要求更高的大截面渗碳零件及调质零件；

    （66）20CrNiMo：用于制造中、小型汽车、拖拉机的发动机和传动系统的齿轮；代替12CrNi3钢制造要求心部性能较高的渗碳零件和氰化零件；

    （67）40CrNiMoA：用于制造要求韧性好、强度高、截面大的重要调质零件；

    （68）45CrNiMoVA：用于制造要求强度高或尺寸大且承受高载荷的零件；

    （69）18Cr2Ni4WA：用于制造要求高强度、良好韧性及缺口敏感性低的大截面渗碳零件。

　　钢件渗金属层均具有非常高的硬度和耐磨性，具有很好的应用前锦。但是，由于金属原子半径较大，只能与γ-Fe形成置换型固溶体。这是渗金属速度较慢的原因。而渗入金属元素一般是强碳化物形成元素，这就给低碳合金钢渗金属带来一定的难度。能否用预渗法在钢件表层造成间隙原子，形成氮、碳的浓度梯度，达到促进金属渗入的目的，通过实践证明表面预渗氮、碳的方法，对表面渗金属有良好的效果。

1工艺方法　　

1.1试验材料：25Cr2Ni4WA

1.2预渗工艺方法见下图,设备RQT－35－9井式渗碳炉。

　1.3　渗钒在60Kw的高温浴炉中进行。

盐浴成份：硼砂作基盐＋供钒剂（10%）＋活化剂（9%）＋还原剂（10%）；配制时先启动基盐，然后将供钒剂、还原剂、活化剂按比例混合拌均后加入盐炉中。再将预渗后清洁的零件放入炉中加热并作渗钒处理。其工艺：加热温度970-990℃；保温时间4h；32号机械冷却；硝盐炉回火，加热温度180－200℃；保温时间2h；出炉空气中冷却，煮洗。 2、结果检测　从试验结果可以看出，预先氮碳共渗处理的零件，渗钒层深度及硬度有显著提高，效果非常明显。 渗层及硬度见下表：钢　　号 是否预渗 预渗层深度（um） 渗钒层深度 (um) 表面硬度 (Hv0.2) 20Cr2Ni4WA 否 － 10.2 320 是 16.5 19.5 2450

3　分析与讨论　　25Cr2Ni4WA钢氮碳共渗后再渗钒，渗层深度可从未经预处理（未N－C共渗）的10.2μm提高到19.5μm。这是因为钢的含碳量增加渗钒速度加快。即：在高温下，碳、氮原子向心部方向扩散的瞬间，将会把与其邻近的铁原子挤向至高能不稳定状态，这无疑有利于钒原子和高能态的铁原子交换位置，使钒原子向心部方向进行置换扩散。也就是说与奥氏体形成间隙固溶体，扩散系数较大的碳或氮的扩散能加快钒在过渡区的扩散速度。过渡区碳、氮的扩散，加速了钒向心部的扩散，同时也增加渗层（化合物层）中的钒向过渡区的溶解速度，推动饱和层向内部推进，这也必然增加新相化合物的生成速度。

4　结束语

4.1预先氮碳共渗可显著加快渗钒速度。

 4.2氮、碳的定向扩散通量，对钒的扩散有明显的影响。

 4.3 试验证明，低碳合金钢经预先氮碳共渗后再进行渗钒，提高表面硬度及耐磨性是一种有效的工艺方法。

工业自动化程度的提高，用模具成型的产品愈来愈多。目前在我国的许多企 业中，模具的使用寿命还比较低，仅相当于国外的1/5或1/3。据统计，由于模具寿命低而造成浪费，以及对产品质量影响所带来的损失，每年达数十亿人民币。实践证明，在模具设计和制造过程中，若能选用恰当的钢材，确定合理的热处理工艺，妥善安排工艺路线， 对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使 用寿命都将起到重大的作用。今后对模具的要求更严格，为了使之寿命更长，对强韧化处理 、表面处理的期待将愈来愈高。

    模具使用寿命与许多因素有关，各种因素在模具失效中所占比例是：

    热处理占52%；

    原材料占20%；

    使用占10%；

    机械、电加工占8%；

    锻造占7%；

    设计占3%。

    实际使用表明，在模具的全部失效中，由于热处理不当所引起失效居首位。

1、  模具强韧化

    鉴于模具苛刻的工作环境，为提高模具使用寿命，我们要求模具具有优良的整体 强韧化性能。此外，还要求模具具有优异的型腔表面耐磨性能，在这种情况下出现了对模具整体 强韧化的基础上再对其表面进行强化的各种处理。

在一般工艺条件下，往往强度与韧性之间存在着制约关系，材料强度增加，通常 总伴随着材料韧性的降低 。要求高强度的同时，又要求材料有较高的韧性，常常是很困难 的。但是采取强韧化处理的措施，却能使钢的强度和韧性都能得到提高。多次冲击抗力的理 论认为在同一强度水平下，随着冲击韧性增加，多次冲击抗力提高，也就是破断次数N增加 ；强度水平越高，冲韧性对多次冲击抗力所起的作用就越大。因此，在含碳量较高的模具钢 中，采用强韧化处理，在保证模具主强度的条件下，适当提高冲击韧性，使强度和韧性得到 最佳配合，必然有利于进一步提高多次冲击抗力。

    强韧化处理多种多样 ，但归结起来却基本上都是通过下列途径来取得强韧化效果的：充分利用板条马氏体和下贝体组织形态，尽量减少片状马氏体；细化钢的奥氏体晶粒和过剩碳化 物，获得马氏体与具有良好塑性的第二相的复合组织；形变热处理。

1.1热作模具钢高温淬火和高温回火：热作模具钢5CrMnMo采用850℃淬火，淬火时马氏体 形态以片状为主，如把淬火温度提高到900℃，使奥氏体充分均匀化，消除富碳微区，淬火 后可得板条状马氏体，从而提高了钢的回火稳定性，冲击韧性和断裂韧性，可延长模具寿 命。

1.2高温快速短时加热：于高碳钢模具在快速加热条件下，奥氏体化不均匀，组织中保留未 溶碳化物，奥氏体晶粒细小，并使奥氏体中固溶碳和合金元素量减少，提高了Ms点，有利于 板条马氏体的形成，短时加热溶于奥体中的碳量可减少到0.6%以下，阻上了富碳区的形成， 减少了片状马氏体量，提高了韧性，可使模具得到较高强韧性。

1.3高碳高合金钢的低温淬火：采用低温淬火时，奥氏体中碳和合金元素溶解度减少，Ms点 提高，可获得较多的板条状马氏体，且奥氏体晶粒细小，在保证高硬度前提下具有较好韧性和强度，提高多 冲抗力，从而有效提高了模具寿命。

1.4形变热处理是把钢的强化与相变强化结合起来的一种强韧化工艺。形变热处理的强韧化 本质在于获得细小的奥氏体晶粒、细化马氏体增加了马氏体中位错密度，并形成胞状亚结构 ，同时促进碳化物的弥散硬化作用。

2、  模具表面强化处理工艺的方法

  模具表面强化处理工艺主要有气体氮化法、离子氮化法、电火花表面强化法、渗硼法 、TD法、CVD法、PVD法、BRN法、激光表面强化法等离子喷涂法等等。

2.1、气体氮化时，氨在氮化温度分解后产生活性氮原子为金属表面 吸收渗入钢中，并且不断自表面向内扩散，形成氮化层，经氮化处理后，表面硬度可达HV950-1200，并能提高模具的疲劳强度及提高了抗咬合 能力。

 2. 2、离子氮化法是将待处理的模具放在真空容器中，充以一 定 的压力的含氮气体然后以被处理模具作阴极，以真空容器的罩壁作为 阳极，在阴阳极之间加上400-600伏的直流电压，阴阳极间便产生辉光放电，容器里的气体 被电离，在空间产生大量的电子与离子。在电场的作用下，正离子冲向阴极，以很高速度轰 击模具表面，将模具加热。高能正离子冲入模具表面，获得电子，变成氮原子被模具表面吸 收，并向内扩散形成氮化层，离子氮化可提高模具耐磨性和疲劳强度。

2.3电火花表面强化是直接利用电能的高能量密度对表面进行强化处理的工艺。它是通过火 花放电的作用， 把作为电极的导电材料溶渗进金属工作的表层，从而形成合金化的表面强化层，使工作表面的物理、化学 性能和机械性能得到改善 。例如采用WC、Tic等硬质合金电极材料强化高速钢或合金工具钢强化表面，能形成 硬度在HV1100以上的耐磨、耐蚀和具有红硬性的强化层，使模具的使用寿命明显地得到提高， 电火花表面强化的优点是设备简单、操作方便、耐磨性提高显著，缺点是强化表面粗糙，强 化层厚度较薄，效率较低。

  2.4参硼能显著提高模具表面硬度(HV1300-2000)和耐磨性，渗硼层还具有良好的红硬性、耐 磨性、可广泛用于模具表面强化，尤其适合在磨粒磨损条件下的模具，但渗硼层往往存在着 较大的脆性，困扰着它的应用。

2.5　TD法是在盐浴炉中放入一个耐热钢制的坩埚，将硼砂放入坩埚加热 至900-1200℃，然后放入相应的碳化物形成粉末，如钛、铌、铬，钒再将钢或硬质合金工 件放入坩埚中加热一定的时间，合金元素渗入工件表面并与钢中的碳起反应形成碳化 物层，TD法所得的碳化物层具有很高的硬度和耐磨性。

2.6　CVD法(化学气相沉积法)是将模具放在氢气(或其它气体)保护气氛中加热至900-1200度后， 以此气体为载气，把低温气化挥发金属的化合物气体，如四氯化钛(TiCl4)和甲钵(或其它 碳氢化合物)蒸气带入炉中，如使TiCI4中的钛和碳氢化合物中的碳(以及钢表面的碳分)在 模具表面进行化学反应，从而生成一层所需金属化合物涂层(如碳化钛)。

2.6　PVD法(物理气相沉积法)采用真空蒸镀、溅射沉积、离子镀等方法，在较低温度下进行。其原理是：利用气相中的物理、化学过程，在工件表面形成功能性的金属、非金属化合物涂层，以改变表面的物理和化学性能。利用PVD法可在工 作表面沉积碳化钛、氮化钛、氧化铝等多种化合物。

2.7　BRN法是将模具加热到500－600℃之间的任一温度，在载体气中通入BRN渗剂，渗剂分解后产生需要的活性原子为金属表面 吸收渗入钢中，并且不断自表面向内扩散，形成复合化层，这种方法处理后，硬化层表面的自润滑层提高了模具的耐磨性，强化层的硬度较高（如Cr12MoV硬度≥HV1100），并能使模具具有较高的热硬性、疲劳强度和良好的抗咬合能力。

2.8激光表面强化法 经过黑化处理的模具表面，经激光加热后，由工件自身冷却淬硬，其冷速远比 常规淬火介质中的冷速大。激光表面处理具有淬硬层深度可控，自回火，硬度可提高10-2 0%，淬火组织细小，耐磨性高、节能效果显著，可改善工作条件等优点。不足的是形响表面粗糙度。

第一类：化学发黑色法。

此法以分酸性发黑色和碱性发黑色两种。酸性发黑色得到膜层色泽均匀，薄而牢固，富有弹性，结合力好，但膜层多孔，耐磨性较差，需经过固化处理才能提高耐磨性。碱性发黑时间比较长，但黑膜的耐磨性很好，无需固化处理。

第二类：电解氧化法。

膜层厚而黑，膜层耐晒性较差，易自动暴裂。

第三类：化学热处理法。

在专用的设备中进行，膜层牢固，结合力好；色泽美观；耐磨性好；表层致密。

第四类：BRN处理法。

在专用的设备中，以专用的离子改性法进行处理。具有膜层结合力好；表面色泽美观；耐磨性好；表层致密；膜层厚薄可控；不变色和不脱落等优点。

铸造火焰淬火模具钢简介 研究结果表明，铸造火焰模具钢的综合力学性能优于锻造模具钢，淬透性好。经表面火焰淬火后的硬度测试，铸造火焰模具钢的淬硬深度和硬度优于锻造火焰模具钢。表1 锻造和铸造火焰淬火模具钢力学性能对比材 质种 类 屈服强度mpa 断裂强度mpa 延伸率% 硬度hrc锻 造 ㄤ 876 12% 22铸 造 420 811 18% 19★铸造火焰淬火模具钢是一种以铸代锻的高碳低合金钢，适用于冲压1.2毫米以下钢板材，广泛应用于汽车板金覆盖件、日用轻工五金板金冲压模具等，使用寿命达几万次。★用泡沫板材制作成近型模具型，可大量减少机加工量，降低模具加工成本。★热处理后硬度 hrc=17~23★加工后经表面淬火硬度 hrc可达55~65。★铸造火焰淬火模具钢贵重合金元素少，生产成本低。 　由于在高温、高速、高负荷条件下工作，模具通常采用耐高温、耐磨、合金成分较高的合金钢、耐热钢、硬质合金等难加工材料制成。为了提高寿命还须进行特定的热处理工艺或表面强化工艺，所以加工难度很大。超硬刀具切削、电、化学加工等特殊的加工方法可以解决一些问题，但成本明显增加。目前，我国广泛使用的冷作模具钢有crwmn和cr12型钢等。前者的缺点是易形成网状碳化物，而后者共晶碳化物带状偏析严重，结果都使钢的强韧性降低，导致模具易崩刃、断裂而早期失效。为了改善强韧性，生产上采用了多种强韧化工艺，如低温淬火工艺等。另一方面，人们通过合金化方法，在努力寻求性能更为优越的冷作模具钢。火焰淬火模具钢7crsimnmov（代号ch-1）即是工业发达国家近年开发和使用的新型模具钢，其主要特点如下　　（1）强韧性好　火焰淬火具有和整体淬火相近的硬度和各种性能。淬硬层下有高韧性基体作衬垫，工作时刃口不易产生开裂、崩刃现象。采用表面强化工艺后硬化层保留了一定的压应力（304mpa），可提高疲劳强度，使模具获得较高的使用寿命。　　（2）淬火变形小　当模具全部加工成型后，在刃口用氧-乙炔火焰加热至淬火温度，然后空冷即达到淬火目的，不须其它加工，所以变形很小。　　（3）修复方便　可焊性好，制造有偏差时可用相应的焊条进行补焊，经打磨修整即可达到理想的效果。　　（4）节省费用，降低成本　由于只需氧-乙炔气源，不受场地、装备的限制，操作方便。省去整体淬火多次加热回火的繁琐工序，提高了生产率。初步统计结果，7crsimnmov钢采用火焰淬火工艺制造的模具与cr12钢模具相比省电约80%，劳动生产率提高约20%，热处理总费用降低70%左右，模具寿命提高1.5倍以上。　　汽车、摩托车用大型模具切边刃口通常采用cr12或cr12mov钢材料。由于模具尺寸较大，又多为三维异型曲面，所以不论采用整体结构或镶拼结构，加工都十分困难。整体结构浪费材料，工艺的可行性要受到热处理炉口尺寸的限制。镶拼结构热处理以后变形大，消除变形困难，且容易降低模具的精度。80年代火焰淬火钢的出现首先是在汽车行业得到应用和推广，继而在模具制造中也得到越来越多的应用。　　近几年，我公司与协作厂家在联合开发替代进口的摩托车油箱模具及其他一些冲裁模具中，成功地采用了7crsimnmov钢和火焰淬火工艺。7crsimnmov钢的主要化学成分见表1。 表1　7crsimnmov钢的化学成分　质量分数　w（％） 钢号 c cr mo v si mn 7crsimn-mov 0．65～0．75 0．9～1．2 0．2～1．5 0．15～0．30 0．85～1．15 0．65～1．05 　　首先将7crsimnmov圆钢按要求锻造成型，或按零件要求锻造成各种三维形状（实型造型）。退火后粗加工、磨平，在加工中心加工出刃口形状，钳工修配、安装调试后火焰淬火，图1为油箱内壳切边刃口图。淬火预热温度一般控制在180～200℃，预热1～1．5h。对单一的大型、整体、封闭型腔模具可用喷枪直接预热。淬火加热火焰为中性焰，火焰长度10～15mm，氧气压力控制在49～69mpa，乙炔压力控制在4.9～6.9mpa。加热时火焰距离加热面1～3mm，距离刃口边沿4～6mm，加热带控制在2～3mm，距离刃口边沿4～6mm，加热的速度控制在160～200mm／min。模具的最终硬度基本可控制在52～62hrc，淬火的深度达1.5mm，由于火焰淬火以后材料尺寸变化量远小于整体淬火，长度在300mm以内的镶块结构模具，结合缝之间的间隙＜0.12mm，这对于冲裁模具而言其寿命和精度是完全满足要求的。 　　以上是采用7crsimnmov钢制造摩托车油箱模具及摩托车头盔模具中的一些经验技术数据，实践证明，在其它一些冲裁模具的制作中也可参考，模具的质量和寿命明显提高，极大地方便和满足了生产的需要。所以，用7crsimnmov钢火焰淬火工艺代替crwmn和cr12钢制作大型三维曲线模具，是一种值得推广的方法。

热处理是机械工业的一项重要基础技术，通常像轴、轴承、齿轮、连杆等重要的机械零件和工模具都是要经过热处理的，而且，只要选材合适，热处理得当，就能使机械零件和工模具的使用寿命成倍、甚至十几倍的提高，实现“搞好热处理，零件一顶几”的目标，收到事半功倍的效果。  

    传统的热处理，就主要控制的参数而言，多为常压下的温度时间两个参数的热处理；就工艺方式而言，多为单一的热处理。这样热处理的效果也只能是单一化。为此，要大力发展多参数热处理和复合热处理工艺。

    1.　多参数热处理

    (1) 真空热处理：这是一种附加压力的多参数热处理。它具有无氧化、无脱碳、工件表面光亮、变形小、无污染、节能、自动化程度高、适用范围广等优点，是近年来发展最快的热处理新技术之一，特别是在进行材料表面改性方面获得了很大的进展，许多新近开发的先进热处理技术，如真空高压气淬、真空化学热处理等，也需在真空下方能实施。采用真空热处理技术可使结构材料、工模具的质量和使用寿命得到大幅度的提高，尤其适合于一些精密零件的热处理。在工业发达国家，真空热处理的比例已达到20%左右，而我国目前约有真空热处理炉1200台，占热处理炉总数的1%左右，与国外的差距很大。预计今后随着热处理行业的技术进步和对热处理工件质量要求的越来越高，真空热处理将会有较大的发展。

    (2) 化学热处理：这是一种附加成分的多参数热处理。普通化学热处理，如渗碳、碳氮共渗、碳氮硼共渗等，分别属于附加单成分、双成分和三成分的多参数热处理。近年来，又发展了许多利用新技术的新型化学热处理，如真空化学热处理，流态床化学热处理、离子渗金属、离子注入、激光表面合金化等，均可提高工件的耐磨损及耐腐蚀等使用性能。稀土在化学热处理中的应用(即与稀土共渗)，能显著提高渗速，缩短处理周期，并可提高渗层的耐磨性和耐腐蚀性，这是我国的一大特色。此外，固溶化学热处理也是一个值得注意的动向，内蒙农机研究所黄建洪等人开发了含氮马氏体化处理(N*M处理)工艺，这是第一个以获得固溶N的含氮马氏体为目的的渗氮工艺，已成功地应用于剪毛机刀片生产。 

　　(3) 形变热处理：这是一种附加应力的多参数热处理。采用压力加工和热处理相结合的工艺，把形变强化和相变强化结合起来，使材料达到成型与复合强化的双重目的。形变热处理能提高材料的综合力学性能，并可以简化工序，利用余热，节约能源及材料消耗，经济效益显著。形变热处理的应用广泛，从结构钢、轴承钢到高速钢都适用。目前工业上应用最多的是锻造余热淬火和控制轧制。美国采用控制轧制来生产高硬度装甲钢板，可提高抗弹性能。我国兵器工业系统开展了火炮、炮弹零件热模锻余热淬火、炮管旋转精锻形变热处理、枪弹钢芯斜轧余热淬火等试验研究，取得了很好的效果。

    2.复合热处理 

    复合热处理是将两种或两种以上的热处理工艺复合，或将热处理与其它加工工艺复合，这样就能得到参与组合的几种工艺的综合效果，使工件获得优良的性能，并节约能源，降低成本，提高生产效率。如渗氮与高频淬火的复合、淬火与渗硫的复合、渗硼与粉末冶金烧结工艺的复合等。前述的锻造余热淬火和控制轧制也属于复合热处理，它们分别是锻造与热处理的复合、轧制与热处理的复合。还有一些新的复合表面处理技术，如激光加热与化学气相沉积(CVD)、离子注入与物理气相沉积(PVD)、物理化学气相沉积(PCVD)等，均具有显著的表面改性效果，在国内外的应用也日益增多。 

    需要指出的是，复合热处理并不是几种单一热处理工艺的简单叠加，而是要根据工件使用性能的要求和每一种热处理工艺的特点将它们有机地组合在一起，以达到取长补短、相得益彰的目的。例如，由于各种热处理工艺的处理温度不同，就需要考虑参加组合的热处理工艺的先后顺序，避免后道工序对前道工序的抵消作用。  

1.5、不锈带钢光亮退火作业线

光亮退火炉以立式炉为主，即带钢在一个垂直行程中完成加热和冷却过程；在此过程中带钢不与炉辊接触因而避免了表面划。为了得到光亮表面，必须采用纯度高的氢或分解氨气氛（含氧量≤5×10-6,露点≤-50～-70℃）；现代立式炉可以处理带钢厚度0.05～3.0mm,宽度1550mm,机组头尾速度5～100m/min,炉子段速度5～70m/min。带卷最大为28t。北京钢铁设计研究总院工业炉试验室1985年完成了一套立式炉的试验机组，1987年通过冶金部技术鉴定。处理带钢厚度0.05～0.5mm,带钢宽度≤80mm,运行速度0.5～5.0m/min。为长城钢厂设计的厚度0.1～1.0mm,宽度515mm的立式炉也早已建成。

1.6、强对流全氢罩式退火炉

近年来从国外引进了许多强对流全氢罩式退火炉，如本钢、鞍钢、攀钢、海南鹏达公司从LOI公司引进的HPH型罩式炉已有48个外罩、92个炉台。而大连钢厂、鞍钢、上海益昌薄板公司从Ebner公司引进的Hicon/H2型罩式炉约40座。强对流全氢罩式退火炉的特点：（1）使用100%的氢和炉台上使用强对流循环通风机，防止带钢表面变色、脱碳和渗氮。（2）采用真空排气装置，缩短了放散时间并降低了残留氧的浓度。

（3）炉台风机有2～3种速度，冷态启动用低速，100～150℃用中速，150～700℃用高速，700～750℃用中速，≥750℃用低速，可以减少电耗。

（4）强制冷却罩，用水2空气冷却或仅用空气冷却。

（5）采用计算机控制系统。

目前LOI公司和Ebner公司都已建立了全氢罩式炉的定型系列尺寸，料垛外径≤4000mm,料垛高度≤5200mm,料垛重量≤180t。热耗≤550～630kJ/kg,耗氢量≤1.5～3.0m3/t,,电耗≤5.5～6.0kWh/t。炉台通风机的额定能力已由55000m3/h提高到90000m3/h。长城特钢在90年代初引进了法国强对流罩式退火炉，以净化氮加2%～5%H2为可控气氛，用于热轧和冷轧盘卷的光亮退火。线径5～22mm,盘卷外径1300mm,高250mm。料垛外径4000mm,高3900mm,总装入量约30t。燃料是天然气，用双层内罩。炉台风机的风量100000m3/h。大连钢厂引进了Ebner技术的强对流电热罩式退火炉，以净化氮加丙烷为可控气氛，用于热轧盘卷的光亮退火。线径8～26mm,盘卷外径1200mm。料垛外径3800mm,高2300mm,总装入量约30t。用双层内罩，炉台风机的转速100027502500r/min,功率70235216kW。这两座炉子在国内都是首例。

2、蓄热式烧嘴

 蓄热式烧嘴是80年代初英国的HotWork公司和英国煤气公司合作开发的，称为RCB型烧嘴（RegenerativeCeramicurner）。1996年10月已有约1000套烧嘴在使用，1984年AvestaSheffild用于不锈带钢退火炉加热段的一侧炉墙上，装了9对，单耗为1.05GJ/t。虽然是单侧供热，带钢温度差是±5℃。1988年RotherhamEngineering Steels公司在产量175t/h的大方坯步进梁式炉上装了32对RCB烧嘴，600℃热装时单耗0.7GJ/t,炉内温度差±3℃。其缺点是NOX值高达500×10-6。日本中外炉公司1993年引进此项技术后，将蓄热器和烧嘴组成一体并采用两阶段燃烧以期降低NOX值。上述型式的烧嘴其原理与炼钢平炉相同，需要成对安装与交替使用；也需要换向设备（切换阀和控制阀以及定时器）,即每隔20～30s切换一次。另一家炉子公司开发了RRX型（RotaryRegenerativeCombustionSystem,即回转蓄热式燃烧法）烧嘴，烧嘴本身配置高效率热交换器，可以连续燃烧。蓄热式热交换器有蓄热体固定式和蓄热体运动式两大类，前者是烟气和空气（煤气）交替流过静止不动的蓄热体，如RCB型、FDI型；后者是烟气和空气的流动状态都固定不变蓄热体在其间转动或移动，如RRX型。北科大和常熟市喷嘴厂合作在室式锻造炉上使用重油蓄热式烧嘴已获得成功。1.3㎡的炉子装了一对蓄热式烧嘴，冷炉升温到1200℃需20～25min,烟气温度1100～1200℃，排烟温度100～150℃，空气预热温度～1000℃，金属加热热效率42.06%。从冷炉点火至1250℃每吨锻件单耗88.4kg油，而一般锻造炉是350～450kg/t。天津机械部五院开发的烧嘴以氧化铝陶瓷体为蓄热介质，也是成对使用，这两种烧嘴都已取得国家专利。北岛公司的侯长连等开发的蓄热式燃烧系统，在管路上串接五通切换阀，可以实现空气煤气同时预热。该系统已在包头、韶关、抚顺等地的加热炉上应用，也取得了国家专利。

  3、计算机在加热炉上的应用

随着控制计算机的出现，产生了拟定并保持最佳热工度的想法，既对单座炉子进行自动化控制（即所谓基础自动化）,也对整条生产线进行控制（即过程自动化）。基础自动化的主要项目：

（1）坯料的炉内跟踪、自动输送控制；

（2）各种生产工艺操作所必须的热工参数检测；

（3）各种经济核算、生产技术管理所必须的计量仪表；

（4）燃烧控制；

（5）烟气残氧控制；

（6）炉膛压力控制；

（7）生产过程的各种顺序控制。

过程自动化的主要项目：

（1）过程监控、数据采集、报表打印等；

（2）满足生产操作要求的工艺控制数学模型；

（3）钢坯温度预报、加热节奏和调度控制等；

（4）与车间生产管理系统通信和联网。对整条生产线进行控制（即所谓过程自动化）时，步进式加热炉的过程控制计算机从上位计算机接受各项坯料的信息并对炉子的电控系统和仪表控制系统发送各种指令。其功能包括坯料炉内跟踪、坯料运行控制、燃烧过程控制、操作监控和收集生产实况记录等。从装料开始到出料止的坯料运行过程由过程控制计算机控制。坯料跟踪功能中要重点防止不合格坯料的混入。燃烧过程控制已经几乎完全自动化；操作管理和质量管理方面，由过程计算机收集各项实际数据，和上位计算机的综合技术管理系统联系起来；目前加热炉的最佳控制还处在发展阶段，实践中有许多问题需要进一步研究解决。

1.3、连续热镀锌作业线

70年代武钢冷轧厂引进的连续热镀锌作业线，原料是冷轧低碳钢带，机组头尾最大速度180m/min,炉子段最大速度150m/min,带钢厚度0.25～2.5mm,宽度700～1530mm,入口带卷最大为45t,出口卷重15t。镀层厚度150～600g/㎡,还可以处理酸洗后的热轧带钢。作业线年产量15万t,其中80%产品在850℃退火，30%在920℃退火，20%在710℃退火，炉子能力分别为28.5/23/34.5t/h。用含20%～30%H2的N2基可控气氛，消耗量约300m3/h。卧式炉内宽1880mm,总长146200mm,包括无氧化预热炉（有的称MOF,即微氧化炉）长度20175mm、还原炉长度62000mm,空气冷却，电加热补偿段长度60300mm;炉子区设备宽度为8m,设备高度约9.6m,以混合煤气为燃料，总耗量10000m3/h,无氧化预热炉的作用是除去轧制乳化剂，并使带钢表面微弱氧化，同时把带钢预热到550℃，炉温为1150～1250℃。带钢在还原炉退火，将钢表面氧化层还原成纯铁层为镀锌作准备。还原炉以辐射管加热。冷却补偿段内带钢温度冷却到镀前温度460℃，配置98根风冷管；燃料单耗是1610～2200kJ/kg。

日本在这类卧式炉上采用了如下节能措施：

(1)、带钢进入无氧化预热炉前先进入对流型废气预热段。再进入后燃段和辐射型废气预热段；无氧化预热炉出来的烟气以相反方向流动并在后燃段完全燃烧，再经过一台换热器后排放，预热后的空气分别送往后燃段和预热炉助燃。

（2）、加强入口的密封。

（3）、改进炉压控制和空燃比控制。

（4）、尽量减少水冷辊数量。

（5）、炉衬轻量化。

（6）、采用高动量烧嘴。

（7）、辐射管上采用高性能烧嘴、配置换热器、单耗最低可降到585kJ/kg。

立式炉的优点：

（1）节省了大量空间。

（2）减少了炉辊用量和消耗。

（3）提高了锌层粘着力。

（4）改善钢带平整度和表面质量。

（5）可控气氛中H2含量可降低到原先的30%,带钢对炉气的搅拌作用使炉气成分均一，有效促进了还原反应。

（6）能耗降低15%。缺点是炉内检修困难，断带处理费事。该立式退火炉的特点是：加热段和冷却段之间设有带钢张力松弛段；采用喷气快速冷却系统；快速冷却段后面设立过时效段；采用精密的气刀系统和三辊式带钢运行稳定系统，能沿带钢宽度范围内生产出镀层厚度5μm的锌层；气刀后面是镀层厚度测量系统。

近年来，普通热镀锌线还用于锌铝合金镀层（其中约含50%铝的称为Galfan,约含55%铝的称Galvalume）和锌二铁合金。后者在热镀后立即进行在线再退火，称热镀退火工艺。

1.4、不锈带钢连续热处理作业线

不锈带钢连续退火酸洗线使用辊底式牵引炉和悬索式炉；由太钢引进的悬索式炉没有炉内辊，带钢在炉内呈悬垂状态通过炉子，进料和出料门外侧各有石棉辊支托带钢，日新制钢周南厂生产SUS300、400系列的不锈带钢，厚度3～9mm,宽度510～1300mm,炉内宽1760mm,在悬索式炉上的节能措施：

（1）将原先各长13m的3个炉段联成整体，增加了预热段并调整各段比例，有效炉长由39000mm增加到42750mm。

（2）由四个排气口改成烟气集中在预热段末排除，增设换热器以预热助燃空气。

（3）炉外辊成为炉内辊后，辊子用陶瓷纤维制作，炉辊下方设水冷挡板保护，挡板上敷设陶瓷纤维。炉子热效率由41.5%提高到59.1%。近年来带钢运行速度从80m/s以下发展到≥100m/s;要求带钢表面不能有缺陷，冷却时不能氧化；要适应多品种小批量生产等等。1992年10月，日本金属工业衣浦制造工厂投产的二号连续退火酸洗线，生产SUS200、300、400、600系列的不锈带钢，带钢厚度0.2～2.0mm,宽度600～1300mm,机组头尾速度5～150m/min,炉子段速度5～100m/min,带卷最大为30t。为了防止炉辊带来的表面缺陷，退火炉的冷却段和盐槽都采用了气垫技术。

1现状：

目前绝大部分国产无损检测器材设备是为满足常规无损检测技术应用（特别是五大常规，即：超声检测、磁粉探伤、涡流检测、渗透探伤、X射线探伤）的需要，但是随着现代化建设的发展和进入WTO后在许多方面都要和国际社会接轨的情况下，国产无损检测器材的种类在满足更多更新的无损检测要求方面尚有较大的开拓空间，特别是适应新型无损检测技术应用的设备，例如混凝土结构领域的无损检测（诸如高速公路的路面质量检测、混凝土强度检测、钢筋混凝土的钢筋分布与腐蚀检测、桩基检测、桥梁构件检测等）、水下无损检测、地下管线的无损检测、泄漏检测、管道内流量的无损检测与监控、用于危险品和毒品等的安全检测，以及红外热成像、激光全息、工业CT等等，又例如使用蓄电池工作的轻便型X射线机、便携式的直线加速器类的高能X射线装置、胶接质量检测仪、磁性测厚仪、便携式的激光散斑干涉测量仪等等； 

   现有的国产无损检测设备的功能与性能指标相对于国外同类的先进仪器尚有较大的提高与扩展的空间，例如超高精度测厚、超高精度的检测分辨率、通用或者互换性好的用于高性能多通道数字式检测仪器的板卡类产品（如超声检测、涡流检测等）、自动识别探头型号的超声检测仪器、带前置放大器的超声探头等等； 

      国外一些最新型的检测仪器或辅助器材应该可以考虑引进开发，例如数字式的射线胶片评片仪、直接射线成像板、利用汽车点烟器或者汽车蓄电池的检测仪器工作电源、可从90伏到240伏自动识别交流电源的电源适配器、袖珍渗透检验套件、一次性的塑料基渗透检验试片、袖珍型高辐照度的紫外线灯、磁粉检验介质的校验试块等等。 

     2、进入WTO后中国无损检测器材制造业发展的新动向： 

   中国目前拥有从事或相关无损检测技术工作的人员大约有25万人左右；涉及无损检测技术应用、科研、教学与培训、经销、技术咨询服务、工程服务等的单位则估计约在5000个以上，虽然无损检测是一个专业性很强的技术领域，但是从世界的角度来看，中国的无损检测技术应用应当是具有很大市场潜力的，因此，已经越来越多地引起国外众多无损检测厂商的注意，除了近几年来已经陆续有多家国外公司进入中国大陆开办中国公司、办事处，设立代理，以及积极参与中国大陆举办的各种无损检测仪器设备展览会等以外，目前还不断有更多的国外厂商正在探索进入中国市场的途径和把进入中国无损检测市场列入了议事日程。 

   这种形势对于中国的无损检测器材制造业来说，既是大大增加了竞争压力，但同时也应该看到这是中国无损检测器材制造业借WTO的东风飞跃发展的一个良机；首先是随着中国现代化建设的飞速发展，特别是中国加入WTO以后，由于在多方面都要逐渐与国际社会接轨，因此无损检测技术的应用面会越来越广、应用要求会越来越高，各行各业以及更多的领域需要应用无损检测技术，特别是需要更多新型种类的无损检测器材，因此对无损检测器材的拓新开发造就了机会，其次是由于国外更多先进的和新种类的无损检测器材的涌入，也促使我国无损检测器材制造业的更新换代和谋求更新的发展。目前国内一些厂家已经或正在与国外接触，寻求投资或合作，制造能与国际无损检测技术发展同步的先进器材设备，也有的厂家本身已经具有较高的制造技术水平，从而已经在实施OEM，以及开拓国外市场等等。 

   因此，中国无损检测器材制造业也已经有越来越多的厂家注意到了国际互联网的作用，纷纷建立企业网站或者在相关的网络平台上发布产品广告、进行企业形象与产品的宣传、注意聘用或培养熟悉计算机应用的技术人员、使用电子邮件联系等等，藉以提高企业自身的现代化管理水平，去适应新形势下企业生存与发展的需要。

 我们特别应当注意到我国现在已经有大量新一代的无损检测技术人员进入了无损检测领域，他们的文化层次较高，大多数人都具有计算机操作的技能，他们的最大缺欠是缺乏无损检测技术的实践经验以及知识面较窄，因此“上网”对他们来说，的确是获取信息、对外联系、学习了解无损检测技术的一个非常快捷、方便和重要的渠道，当然也包括了对无损检测器材设备的查询了解，即便是已经进入中老年的无损检测技术人员，出于工作和知识更新的需要，现在也已经有很多人进入了计算机应用和“上网”的阶段。

3、中国无损检测器材制造业的发展 

   3.1应该高度关注国际无损检测技术的最新发展，加强引进国外先进技术与新产品，众所周知，无损检测技术是一门发展速度很快的综合工程学科，并且无损检测技术水平已经成为一个国家或地区工业发展水平的重要衡量标志，尽管我国的无损检测器材设备品种已经相当广泛地遍及各种无损检测技术的应用，但是必须承认，在它们的品种种类、功能、性能指标等方面与国外先进的无损检测器材设备仍存在较多甚至较大的差距，因此应当高度注重技术信息的搜集，进一步扩大我国无损检测器材设备的品种种类、拓宽应用功能和进一步提高性能指标，以适应我国无损检测技术发展的需求。 

  采用冲击波检测、磁致伸缩式的超声检测以及电学法检测的设备，混凝土构件的检测与评价，数字化的直接射线成像，数字化胶片评片（利用扫描器将X射线底片扫描传入电脑进行评片），高精密超声测厚仪（测厚范围可小到钢0.001mm和塑料0.08mm甚至0.012mm、检测多层材料并可同时显示各层厚度、分辨率达到0.001mm），非铁材料测厚范围可小到0.001mm的磁性测厚仪，标准化的高性能超声脉冲发生器/接收器板卡及数字/模拟信号转换卡，以及适应各种特殊无损检测需要的仪器等等，都是值得我国无损检测器材设备制造业考虑的。 因此，对于我国的无损检测器材设备的进一步开发拓新、引进国外先进技术来提高产品的性能与功能，从而使我国无损检测器材制造业能尽快与国际先进水平同步，是应当引起高度关注的。

    3.2、应该高度重视现代化的宣传手段与信息交流

   目前在我国无损检测器材制造业中，对于产品的宣传、推广和信息交流等采用最多最普遍的方式，仍然是以传统的印刷文字广告传媒、展销会和人力推销为主，以至推销人员满天飞、到处布点设立分销处或办事处直至分公司，联络方式就是电话、传真等等。诚然，这些传统的方式是必须的、重要的，然而任何人都不能否认，这些传统方式所耗费的人力、物力、财力也是极其巨大的，导致销售成本较高，不利于降低成本，对增强竞争力是不利的。在当今世界已经进入信息时代，以及全球经济一体化的发展形势下，作为现代化的信息交流手段已经普及并飞速发展的“国际互联网”，则是我国无损检测界都应该高度重视的应用手段。 

   我国的许多无损检测器材设备、无损检测技术工艺直至基础研究成果，其实有不少已经达到或接近国际先进水平，通过国际互联网来进行宣传与推广，应该是最具有高效益的方式，也有利于促使科技成果的商品化。 

 浏览网站，不难发现国外无损检测厂商在建立企业网站方面除了已经非常普及之外，还有一个重要的而且是比较共同的特点，就是突出介绍其产品的技术性能与技术参数（甚至包括其产品安全性符合国际×××标准之类），这种不靠浮华词句式的广告词，而是让全面详尽的技术参数说话的宣传方式也应该值得我国厂商借鉴。 

   因此，我国的无损检测界应当高度重视国际互联网对无损检测资讯交流的作用步伐。   目前，已经有越来越多的厂商认识到国际互联网对于产品的宣传和信息交流的重要性，越来越多的厂商在建立或准备建立自己的网站或网页时，还应当注意到要有意识地通过国际互联网把各个无损检测生产厂、经销贸易商、科研教学、技术咨询服务等单位以及最终用户有机地连接起来，才能最有效地发挥资讯交流的作用。 中国热加工网

    随着我国经济的发展，制造业中的热处理数量伴随着制造业的发展也与日俱增。

据报道：到21世纪初期热处理将占钢材总量的40%以上，但又因热处理是以炉窑加热使金属组织变化而改善制件性能的特殊加工，其能耗之高，污染之大可想而知。世界工业发展证实，制造技术的先进性是产品竞争能力的保证。其热处理技术的先进程度，则是保证机械产品性能的关键因素，但现今我国机械产品与世界先进水平之间存在差距在20年以上，其热处理生产技术十分落后，生产设备与世界先进水平有三四十年之差距，其耗电平均每吨比日本、欧美多2~3倍，并且热处理行业的清洁生产未开展三废排放，污染环境相当严重，故加强热处理的环保及节能生产已是制造业中的当务之急，下面就此谈谈几点看法。 

　1 、加强热处理专业化生产

我国目前大而全、小而全、万能型、不协作型，封闭型的企业处处可见，即在一个工厂内均设置铸、锻、电镀、热处理、模具制造、供热采暖、运输等共用性极强的车间、工段或班组，因而产品质量欠佳，任务不饱和、生产效率低，设备利用率极低，能耗、物耗、污染大增等。据资料介绍我国现有热处理厂有11000个左右，在职人员15万人，与美国比较，劳动生产率、专业化厂数、利润，年营业额等美国均比我国高出10倍。而年耗电额低于我国50%。为此，国家提出开展专业化生产调整，撤消生产不饱和，技术条件差，能耗污染大的工厂，建立专业热处理厂和生产协作点，提高设备利用率。现已撤消了一批各方面极差的厂点，建立了40多个热处理专业厂点和450多个协作点，使能耗大幅度下降。我国某光学仪器厂未专业化前，热处理电耗达3000kW/h，而专业化后下降到800kW/h，设备利用率提高35%，生产率提高45%，取得了明显的经济效益和社会效益。   

2、大力推广新型淬火介质 

目前，我国在热处理过程中仍普遍采用的矿物油、一定此例的氯化钠水溶液及硝盐溶液为冷却介质。而国外在热处理过程中已普遍推广和应用有机物和无机物等配制而成的水溶性聚合物淬火介质，以及淬火油改性添加剂，由于其冷却能力可调整，使用中浓度测定简便具有防止淬裂，减少变形，不锈蚀，无味，无烟雾，不着火，使用温度高，环保等特点，同时成本大幅度降低，产品合格率大大提高。我国某机械厂采用新型的pAG淬火取代32号机油淬火后，成本由原来的20000元/年降至9000元/年，合格率由92%提高97%。同时，成本下降20%，并免除高温中挥发的污染。所以，我国热处理过程中应加快推广新型的淬火介质。

3、 更换传统材料，采用新钢种 

资料报道，某厂曾作如下实验，五十铃汽车的前轴采用非调质钢，并免去原来采用45#钢830℃，加热+保温+油冷淬火+高温回火的工序后，按规范试验横向、纵向、弯曲疲劳实验各30万次、50万次和100万次的循环再加3万公里路试后各项均达标，比采用传统45#钢每根锻造成本下降60元，年节约采购成本150万元左右，所以说以新钢种取代传统钢制造同样的零件，可降低物耗、能耗并减少污染。

4、 采用感应加热

众所周知，在满足技术要求，保证质量的前提下，减少盐浴炉加热是节能、根除污染的有效方法。如：以氯化钡为主经过多种化学盐类溶化后，对金属进行加热，虽然有加热速度快，可防止氧化，温度均匀等特点，但由于盐雾影响温控极难准确，并且操作欠安全，更重要的是由氯化钡高温加热会产生严重的有害气体、烟尘及盐渣等污染，而采用感应加热的新设备性能可达到标准，且不产生有害气体的污染。我们曾进行过实验，用钢锯条感应加热和盐浴炉淬火相比，前者可获针状马氏体组织，冲击韧性提高20%，并免除了污染。

5、采用振动时效及形变处理

金属制造件为了消除其残余应力，使其稳定尺寸及金属组织，防止变形及开裂，传统工艺均采用炉窑低温加热时效。为此不但成本高，周期长，且伴随长时间加热不可避免地造成环境污染及电耗增大。为此，国外利用不同频率产生的多谐波共振原理制造的多型振动时效系列电脑控制设备，不但彻底根除炉窑加热污染，且可节能，故我国应改进传统工艺采用新的工艺。另一方面我们应将锻造、热轧、铸造及热处理工序有机的结合在一起，用其余热进行处理，这不但可减免重复加热，提高设备利用率，缩短生产周期，且可节能，降低成本，提高制件的综合性能及质量，更为明显的是减少污染有利于环保。据报道，作这一实验，一拖拉机零件原锻造后使其自然冷却，再重新加热 保温+介质冷却的淬火处理，其平均电耗为1.25kW·h/件，而现锻造后作其余热淬处理，可免去再加热工序，按20万件年计算，可节电2.5万kW·h/年，更可喜的是因消除重新加热污染，取得了很好的效益。

6、 研究新工艺，采用新设备 　　

随着科技的不断发展，要求我们不断研究热处理的新工艺、新设备。各种节能、高效、环保热处理新设备的应用是今后制造业发展趋势。如利用高频和超高频脉冲及激光热处理设备，电子束热处理，离子轰击化学热处理及计算机的应用都为提高热处理水平开拓了广阔的空间。

总之，现今的制造业中，热处理必须走社会化、专业化之路，采用高新工艺技术、新型设备与材料，不断提高环保与节能意识，是热处理今后发展的方向。

                                                          20080830

从奥氏体化温度进入介质中淬火冷却，当进入组织转变阶段时最易产生裂纹。既组织应力大于其材质本身的塑性变形时出现开裂。

初入介质的高温阶段不易产生裂纹。

过冷奥氏体具有良好的韧性，不易产生裂纹。

热处理过程中应注重三个主要的要素：加热-----保温------冷却。

热处理是钢在固态下加热到预定的温度，保持一定的时间，然后以某种冷却方

式冷却下来的一种加工工艺。

热处理的目的是：改变钢的内部组织结构，从而改善工件的工艺性能、使用性能，挖掘钢材的潜力，延长零件的使用寿命，提高产品质量。

热处理工艺分为预先热处理和最终热处理。

预先热处理：将热加工之后为随后冷拔、冲压和切削加工或为最终热处理作好组织准备的热处理称为预先热处理。

正确选择预先热处理工艺可以消除经过铸造、锻造、焊接、冲压等加工工艺造成的各种缺陷。

目的是：细化晶粒、消除偏析、降低应力，使工件组织更加均匀。

最终热处理：在生产工艺流程中，工件经过加工成形，而得到最终的形状和尺寸，再进行赋予工件所需要的使用性能的热处理称为最终热处理。

热处理工艺过程的组织转变包括：

钢件的加热转变，理论依据是铁碳相图。

钢的冷却转变包括：珠光体转变、马氏体转变、贝氏体转变、回火转变，理论依据是CCT、TTT图。

根据钢的组织转变规律制订的具体热处理加热温度、保温时间、冷却方式等参数就是热处理工艺参数。

工件热处理时的三要素：

相同材料的零件，因其大小、形状不同，热处理的效果均不同。

（1）.尺寸效应：钢材的力学性能随其形状、尺寸的改变而变动。通常是尺寸愈大，在相同的冷却介质中热处理的淬透深度变浅，力学性能愈低。

（2）.质量效应：指零件的质量（重量）不同，热处理的最终结果不同，尤其在淬火工艺中表现最明显。通常工件直径越粗，越难以淬透。工件越大，淬火越难。质量不同造成的热处理结果差别就大。

质量效应是从工件大小的角度分析淬火效果。淬透性是从钢材的材料角度分析淬火效果。淬透性好的工件的质量效应就小，也就是说，淬透性能改善质量效应。

（3）.形状效应：指淬火效果受零件形状的影响，棒、板、球的形状不同，它们的淬火效果不同，此外，相同零件上的不同淬火部位的冷却方式有差异，淬火效果也不同。

在编制热处理工艺规范时，热处理工艺三要素必须和热处理工件三要素结合起来，不能分割，参阅各种手册中热处理CCT、TTT等曲线时更不能忽略热处理工件的三要素。工件的表面和工件心部的加热、冷却中的温度差异。

1、.热处理技术现状 

（1）、推广应用高压气冷淬火 

    国外的热处理厂家非常重视热处理过程中的冷却。根据产品的技术和工艺要求，可进行慢速冷却、油淬冷却、一次性气淬冷却等。 

    快速气氛循环冷却：采用向冷却室喷射高压气体，由计算机控制流速和流量的变化，以达到在特定时间内冷却速度，从而实现热处理过程中所要求的冷却曲线，确保零件的热处理质量。以前采用气淬方式冷却的淬火气体有氮气、氦气等，现在用空气强烈喷射，使工件在极快速度下冷却，淬火后表面仅有极薄的氧化色膜，呈灰白色，零件色彩依然美观，而节约大量氮气和惰性气体，使热处理成本进一步下降。

真空低压渗碳与高压气淬相结合：是当今一种先进的渗碳淬火工艺，它具有渗碳速度快、碳化物组织优良、淬火开裂和变形小、节约能源和渗碳剂原料、渗碳零件表面质量好、并有利于环保等特点。 

    (2）、热处理设备采用油冷 

   设备采用自然油冷： 风机冷却、热交换器冷却、淬火油槽冷却等所有需冷却的装置，全部采用油封式自冷，全面取代水冷循环系统，整个热处理炉不用任何冷却水。例如，热风循环风机冷却：将原水冷套进出水管改用油管引出，接近风机处放一个直径为102mm的小油箱，油冷却系统全封闭，当风机轴承有热量增加时，被加热的油比重小，自然向上浮起，引起油自然循环。在小油箱存油量和自然散热的情况下，热油被冷却后又加入循环，达到在不耗油又不需要动力的条件下完全取代水冷。淬火油槽板式换热器中的水换成冷却油，冷却油受到热油的热交换而被升温，油比重的变化引起冷却油的自身循环，在炉顶的油箱外加上散热片，配合风扇的作用，达到全油冷的效果，节约大量的冷却水。 

    （3）、渗氮炉上采用氢探头 

    德国的Ipsen公司已应用氢探头和相应的技术测控渗氮炉内的氮势，以对渗氮的炉气氛进行调节和控制，实现渗氮炉的现代化。 

    （4）、燃气辐射管 

    目前，欧洲的热处理设备已大部分采用燃气辐射管，使用天然气加热。燃气加热技术和装备在欧洲已十分成熟，天然气烧嘴已有标准系列，由专业烧嘴厂制造供应，并将燃气辐射管的内管由不锈钢换成陶瓷，延长使用寿命并提高功率。天然气加热提高能源利用率，降低生产成本。 

    2、.热处理变形与预防方法 

    热处理变形有两种类型：一是尺寸的变化，二是零件几何形状的变化。热处理技术不同，零件尺寸和几何形状的变形及防变形方法亦不相同。 

    热处理加热奥氏体化过程中，保温时间越长，温度越高，则溶入奥氏体的碳越多，马氏体转变时产生的膨胀越大。冷却时，马氏体膨胀最大，上贝氏体次之，下贝氏体和屈氏体的体积变化很小。低温回火时，马氏体发生收缩，收缩量与过饱和的碳含量成正比。在室温-200℃加热时，部分残余奥氏体会转变成马氏体，出现膨胀。但该膨胀因200℃附近马氏体发生分解，因此表现上变化不大。

热处理工作者必备的基础知识

根据朋友的要求，现将热处理工作者必修的基础知识作简要的概括，以供参考。

※ 必须具备的基础知识内容：

1.铁碳相图、相图中的基本相区组织状态、铁碳合金的平衡转变过程、铁碳相图的应用范围；

2.连续加热时的组织转变；

3.奥氏体冷却时的组织转变以及各种组织的获得方法；

4.冷却转变曲线以及其应用；

5.淬透性曲线以及其应用；

6.合金元素对加热转变和冷却转变的影响；

7.各种冷却介质的特性以及其应用；

8.硬度与回火温度的关系曲线；

※ 应掌握的基础知识：

热处理人员应该掌握的基础知识有：

1．金属学中的基础知识：晶体结构初步知识、结晶和同素异构初步知识、相图和杠杆定律。固体金属扩散的初步知识。比较重要的知识是铁碳（Fe-Fe3C）相图知识。

2．金属热处理原理知识：

热处理金相组织的种类：珠光体、奥氏体、索氏体、屈氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、魏氏体等。

各种热处理金相组织的性能、组织形态、组织和工艺的关系。

各种热处理转变曲线的读图和使用方法。

3．化学热处理的基本知识：化学热处理过程中的化学反应、工艺参数对产品质量的影响、常用气氛的组成。

4．合金结构钢、工具模具钢、轴承钢、不锈钢、铸铁、有色金属等各类金属材料的基本知识。热处理缺陷的产生原因和预防方法。对现场的整个工艺过程中对产品质量的因素能作出事前判断。返修品的处理措施等。

5．常用辅助材料的基本知识：

各类盐、淬火油、有机淬火剂、防氧化脱碳涂料、石棉等工艺材料的知识的掌握。

6．热处理常用设备：

加热设备、冷却设备、附属设备（校正、喷砂、冷处理、液氮、制氮机）、真空泵、热工仪表、检测硬度计等的使用、性能、安全规程。耐火材料知识。筑炉知识。

7．火花鉴别知识。

8．电工学的基本知识。

9．机械识图的知识。

10．热处理质量管理体系知识。

11．安全文明生产知识。

12.环境保护及清洁热处理。

气体渗碳法：

    气体渗碳，由于适合大量生产化，作业可以简化，品质管制容易算特点，目前最普遍被采用。此法有变成气体（或称发生气体）及滴注式之两种。    变成气体方式之方法是将碳化气体（C4H10，C3H8，CH4等）和空气相混合后送入变成炉，在炉内1000～1100℃之高温下，使碳化氢和空气反应而生成所谓变成气体，由变成炉所生成的气体有各种称呼，本文方便上叫做变成气体。变成气体以CO、H2、N2，为主成份，内含微量CO2、H2O、CH4，然后将此气体送进无外气泄入的加热炉内施行渗碳。渗碳时，因所需的渗碳浓度不同，在变成气体内添加适当量的C4H10、C3H8、CH4等以便调渗碳浓度。

气体渗碳有关的反应如下所示：

    2CO =〔C〕+ CO2     ……（1）

    CO + H2 =〔C〕+ H2O ……（2）

    CH4 =〔C〕+ 2 H2    ……（3）

    C2H6 =〔C〕+ CH4 + H2  ……（4）

    C3H8 =〔C〕+ C2H6 + H2 ……（5）

    此处析出的碳为活性碳〔C〕，此碳渗入钢中扩散而渗碳。

    高级碳化氢以式（4）、（5）的反应依序分解，成为低级碳化氢，最后成为CH4，进行式（3）的分解，式（4）、（5）的分解速度比式（3）快。

    这些反应还会引起下示的副反应

    H2 + CO2 = CO + H2O    ……（6）

    CH4 + CO2 = 2CO + 2 H2 ……（7）

    CH4 + H2O = CO + 3 H2  ……（8）

    以上为气体渗碳的基本反应。

    进行气体渗碳时，需要前述的气体变成炉、处理炉及其它附属设备，都属于气密式炉体，炉内有风扇使渗碳及温度均匀化。

    在变成炉变成的渗碳性气体，以对应于处理目的的气体组成或露点的气体导入处理炉。

    此气体参与钢的渗碳，会副生CO2，减低渗碳性，为了从钢材表面除去CO2，有必要以某速度以上使渗碳性气体流动，调节气体流量，使炉内气体每1小时置换5～10次，又为了防止炉外的氧化性气体混入，炉内压力要保持稍高于1气体。

    取出、装入处理品之际，要实施火陷帘，防止空气混入，免得爆炸。

    渗碳终了后进行淬火，不过渗碳温度当作淬火温度时太高的话，可降低气体的碳位，降低炉温，成为淬火适温后淬冷。

    淬火用油若不适当，则即使在炉内为光辉状态，淬入油中时也会氧化着色，达不到光辉处理的目的；淬火油阻害光辉性的因子有油的氧化、残留碳、硫量等油的性状或直接与组成有关者，或微量的水分及空气混入的活，也会降低光辉度。    气体渗碳后降低温度至800℃以后直接淬火于水或油中，此时若使用麻淬火之处理则可减少淬火变形，又气体渗碳后之组织，其表皮含碳浓度与芯部含碳量之间有显著之差异，所以渗碳后须施以扩散退火（900～950℃），此后在800℃淬火之，淬火后必须在150～180℃施以低温回火。

    渗碳后之热处理一般依渗碳温度而分为二种：

（1）       渗碳温度在钢件原含碳量之Ac3上方时，渗碳后中心部份之组织变成微细，表皮则为粗大，此时热处理只须将表皮之粗大晶粒处理成微细晶粒即可，故将渗碳后之钢件，加热至A1稍上方（780℃附近）淬火即可。

（2）       若渗碳温度在Ac3上方甚高温度处，则中心部晶粒亦成为粗大，此时须经二次热处理。第1次淬火之目的在于使未被渗碳之心部组织微细化，即加热至Ac3上起沃斯田铁变态，而结晶粒刚微细化时淬火之，故温度较高。同时在此温度下，渗碳层之高碳部份的网状雪明碳铁可固熔于沃斯田铁，所以淬火后不再有网状雪明碳铁存在。

但是此淬火温度，作为渗碳层之淬火温度未免过高，必须再一次在较低之温度作第二次淬火。此温度对于渗碳层而言，相当于A1与Acm之间约760℃附近，故经第二次淬火之铲，渗碳表面层为麻田散铁，基地中有许多球状碳化物存在，故耐磨性高。
    回火系去除淬火时发生之残留应力，且将一部份之残留沃斯田铁变为麻田散铁。温度过高则硬度会降低，普通以150～200℃为最适宜。    若须较高之硬度时，则宜在100～170℃回火，若须韧性时，则宜在400℃以上，Ac1以下回火之，则得回火糙斑铁组

气体渗碳氮化法：

    气体渗碳氮化时，渗碳和渗氮作用同时行。气体渗碳用的气体渗碳用的气体用来产生渗碳作用，而N H3气体用产生渗氮作用。气体渗碳氮化温度为704～900℃，其处理时间比气体渗碳法短，得较薄的硬化层，所得渗碳氮化结果类似于液体渗碳氮化所得者。

    处理层的硬化能，比由渗碳所得的渗碳层好，所以把渗碳氮化和淬火适当配合时，碳钢或低合金钢也可以得到十分安定的高硬度硬化层。由此法所得的硬化层深度为0.07～0.75㎜。淬火时可采用油淬火，有时可实施气体淬火来防止淬火变形而仍能得到高的表面硬度。

    渗碳氮化所使用的钢由以低碳构造用钢和低合金构造用钢为主，其主要目的是改善耐磨性。假如同时要满足耐荷重性和耐磨性，首先渗碳1.5～1.8㎜，其次实施渗碳氮化，然后加以油淬火。

    气体渗碳氮化层因为含有N，其回火软化抵抗性大，所以回火温度要比气体渗碳淬火者高。通常回火于190～210℃时，表面硬度为HRC58以上。

快速退火法

在A1点附近作短时多次的循环处理，可以用在退火工具钢上的事实已为试验所证明。这种方法之所以有推荐的价值，在于所消耗的时同短(大约只合为一般退火的六分之一)，和处理后的工件质量好(得到完全粒状或绝大部分粒状的珠光体，并且游离碳化物分布均匀)，此外，尚可把多种牌号的钢一同炉处理，在生产上应用很便利。

一、常规方法

采用普通的退火方法除处理时间很长外，更主要是处理后的金相组织达不到要求。退火工件70％为粗片状珠光体及网状碳化物的组织。因而在淬火时，即使在保温时间正确的情况下，珠光体中的碳化物也并不全部溶解，成片状的形式保留到淬火之后,再加之游离碳化物呈网状分布，显著的降低了淬火零件的寿命、譬如弹性夹头(T7-T10)，过去这种工件在薄片弹性部分就常常因片状碳化物被保留而断裂。

常规方法如图l所示。

按照这一方法，确实可以得到满意的球状组织，并避免石墨化现象；但生产时间仍然很长，使用起来很不经济。

根据如上情况，为了缩短时间，降低消耗，节约成本。我们采用快速退火的方法。

二、快速退火法

1、通用的工艺方法如图二所示

将钢加热到A1＋10-15℃×t(min),并作短时间的保温，除游离碳化物外，使珠光体中的碳化物部分溶解于奥氏体中，未溶解的碳化物片层受表面能的影响，逐渐破碎并趋于球状。

然后缓冷至A1-10--15℃，使之碳化物成为球状。如此，循环数次，便可达到球化的目的。依据各钢材A1点的位置及实验结果，确定循环退火的温度区间。

    为了保证热处理后的质量，在锻造以后应使其得到完全的共析状态加碳化物组织。

2、循环次数与硬度之间的关系如图三及图四所示；

 三、效果

1、缩短周期，提高效率，降低成本。

2、退火质量好，有利于后续加工。

3、有利于生产的组织。

    4、适用范围广。