鋼鐵材料真空熱處理的技術(shù)問題
真空熱處理是指熱處理過程的全部或部分在真空狀態(tài)下（低于一個(gè)大氣壓）進(jìn)行的新型熱處理技術(shù)。真空熱處理可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有的常規(guī)熱處理所能涉及的熱處理工藝，但熱處理質(zhì)量大大提高。與常規(guī)熱處理相比，真空熱處理可實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脫脂除氣等作用，從而達(dá)到表面光亮凈化的效果。在進(jìn)行真空熱處理時(shí)要注意以下問題。
一、增碳問題。
真空油淬是目前真空熱處理的主要工藝。真空油淬技術(shù)發(fā)展過程中所遇到的技術(shù)難點(diǎn)是真空油淬增碳問題。鋼在真空高溫加熱時(shí)表面活化，真空淬火時(shí)淬火油受熱分解形成的活化碳原子在油淬過程中滲入，使工件表面形成增碳層，這種滲碳現(xiàn)象隨淬火溫度上升而更加嚴(yán)重。增碳的后果是使疲勞性能降低。為防止該現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)選擇質(zhì)量好的真空淬火油和改進(jìn)熱處理工藝。真空淬火油要求有低的飽和蒸氣壓、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、殘?zhí)己碗s質(zhì)少、酸值低；關(guān)鍵要保證長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性。在真空淬火工藝方面，要選擇合適的加熱真空度，采取先充氣后入油或氣-油兩段冷卻法等。另外，用真空油淬爐進(jìn)行固溶處理存在滲碳問題。在操作真空油淬爐中，附著在真空油淬爐料叉、料筐上的油，在操作過程帶入加熱室成為滲碳劑。增碳不僅會(huì)增大冷作硬化率，而且還會(huì)使抗腐蝕性惡化、影響合金的強(qiáng)化機(jī)制。解決方法包括: 擦洗干凈附著在真空油淬爐料叉料筐上的油;;包裹后再固溶加熱，阻止碳與合金接觸的幾率；但對(duì)于奧氏體不銹鋼、。沉淀硬化不銹鋼等固溶處理冷卻速度要求不快的鋼材，最好的方法是改用真空氣淬爐，氣冷一般應(yīng)用高純度液氬作為氣源，氧的含量應(yīng)小于0.0002%。
二、淬火速度問題。
在低真空壓強(qiáng)下，真空淬火油的冷卻能力下降，對(duì)某些鋼來說，可能達(dá)不到淬火的目的。為此，在淬火前，向淬火室內(nèi)充入高純的中性或惰性氣體，在油面上造成一定的壓強(qiáng)，就可以實(shí)現(xiàn)鋼的充分淬火并獲得光亮的表面。能夠獲得與在大氣壓下相同淬火硬度的最低液面壓強(qiáng)稱為臨界淬火壓強(qiáng)。對(duì)于淬硬性較差的鋼，應(yīng)選用先充氣后入油的方式進(jìn)行淬火。油面壓強(qiáng)應(yīng)高于其臨界淬火壓強(qiáng)。一般調(diào)節(jié)在5´104 Pa左右，但不宜低于1´104 Pa。近年來真空加壓氣淬獲得迅速發(fā)展。真空加壓氣冷，提高了冷卻速度，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣冷、部分油冷或分級(jí)淬火，可以實(shí)現(xiàn)控制冷卻，達(dá)到合理冷卻的目的。為提高真空氣淬時(shí)的冷卻速度，可采取下述諸法實(shí)現(xiàn): （1） 采用大換熱器，以降低淬火氣體溫度; （2）加大氣體流速、流量; （3） 改單向氣流為360°周向高壓噴射流或上下左右交替噴射; （4）選用熱傳導(dǎo)能力高的氣體。從安全及成本方面考慮，具有最佳冷速、最低成本和安全性的便是 80%He20%N2混合氣體。理論上 2´106Pa 的He的冷卻條件已達(dá)到油冷的冷速，4´106 Pa 的H2的冷卻條件則可達(dá)到水冷的能力。