1、A真空热处理工艺屠恒悦目录前言 1一、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 19四、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
2、）弹簧钢 22（3）轴承钢 22（4）合金工具钢 22（5）高速钢 23（6）不锈耐热钢 241前言所谓真空热处理是工件在 10-110-2Pa 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
3、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 各种金属的蒸气压达到下列蒸气压的平衡温度（）金属10-2Pa 10-1Pa 1Pa 10Pa 133Pa 熔点（）Cu 1035 1141 1273 1422 16
4、28 1038Ag 848 936 1047 1184 1353 961Be 1029 1130 1246 1395 1582 1284Mg 301 331 343 515 605 651Ca 463 528 605 700 817 851Ba 406 546 629 730 858 717Zn 248 292 323 405 - 419Cd 180 220 264 321 - 321Hg -5.5 13 48 82 126 -38.9Ae 808 889 996 1123 1179 660Li 377 439 514 607 725 179Na 195 238 291 356 437 98K
5、 123 161 207 265 338 64In 746 840 952 1088 1260 157C 2288 2471 2681 2926 3214 -Si 1116 1223 1343 1485 1670 14102Ti 1249 1384 1546 1742 - 1721Zr 1660 1861 2001 2212 2549 1830Sn 922 1042 1189 1373 1609 232Pb 548 625 718 832 975 328V 1586 1726 1888 2079 2207 1697Nb 2355 2539 - - - 2415Ta 2599 2820 - -
6、- 2996Bi 536 609 693 802 934 271Cr 992 1090 1205 1342 1504 1890Mo 2095 2290 2533 - - 2625Mn 791 873 980 1103 1251 1244Fe 1195 1330 1447 1602 1783 1535W 2767 3016 3309 - - 3410Ni 1257 1371 1510 1679 1884 1455Pt 1744 1904 2090 2313 2582 1774Au 1190 1316 1465 1646 1867 1063（5）表面净化作用，实现少无氧化和少无脱碳加热。图一 各种
7、金属氧化物的分解压力金属的氧化反应是可逆的：Mo2M+2O 2OO 2取决于气氛中氧的分压和金属氧化物的分压的大小。当氧分压大于金属氧化物的分压时，反应向左进行，金属表面产生氧化。反之，如氧化物的分解压大于氧的分压，反应向右进行，其结果是氧化物分解。亚氧化物理论和真空炉中碳元素存在，使炉内氧的分压低于金属氧化物的分压，使金属不会氧化。表二 真空度和相对杂质及相对露点关系Pa 1.33104 1.33103 1.33102 1.3310 1.33 1.3310-1 1.3310-2 1.3310-3真空度托 100 10 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5% 13.2 1.32
8、 0.132 1.3210-2 1.3210-3 1.3210-4 1.3210-5 1.3210-6相对杂质含量 PPM(百万分比) 1320 132 13.2 1.32 0.132 0.0132相对露点（） +11 -18 -40 -59 -74 -88 -101（6）金属实现无氧化加热所需的真空度。3图二 为不同金属无氧化加热温度和真空度的关系曲线2、真空热处理的加热特点：两个显著特点：一是空载时炉子的升温速度快，二是工件的加热速度慢。二、真空热处理工艺参数的确定1、真空度：表三 各种材料在真空热处理时的真空度材 料 真空热处理时真空度 Pa合金工具钢、结构钢、轴承钢（淬火温度在 900
9、以下） 110-1含 Cr、Mn、Si 等合金钢（在 1000以上加热） 10Pa（回填高纯氮）不锈钢（析出硬化型合金） 、Fe、Ni 基合金，钴基合金 10-110-2钛合金 10-2高速钢 1000以上充 66613.3Pa N2Cu 及其合金 13313.3Pa高合金钢回火 1.310-2在考虑工作真空度时应注意几点：（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%N 2+50%H2）的氮氢混合气体，其效果比 10-210 -3Pa
10、真空还好。此时氧分压 66.5Pa 是安全的。4（4）真空度与钢表面光亮度有对应关系。（5）一般 10-3133Pa 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：表四 预热温度参考表淬火加热温度（） 预热温度（1） （） 预热温度（2） （） 预热温度（3） （）800900 550-6001000-1100 550-600 800-8501200 以上 550-600 800-850 1000-10503、真空淬火加热时间图三 真空加热时的特性曲线图四 炉温和被加热工件表面与中心温度t 总 =t 均 +t 保 t 均 =aht 保
11、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） 。5表五 a透热系数的确定加热温度（） 600 800 1000 11001200a（分/mm ） 1.62.2 0.81.0 0.30.5 0.20.4预热情况 600预热 600、800预热 600、800、1000预热注：没有预热，直接加热，a应增大 1020%表六 t 保 时间确定钢材 碳素工具钢 低合金钢 高合金钢t 保 （分） 510 1020 2040三、真空热处理的冷却方法1、气淬（1）各种冷却气体的性质表七 各种冷却气体的性质（100时）气体 密度（Kg/m 3） 普朗特数 粘度系数（Kg.s
12、/m 3） 热传导率（kcal/m.h. ） 热传导率比N2 0.887 0.70 2.510-6 0.0269 1Ar 1.305 0.69 2.764 0.0177 0.728He 0.172 0.72 2.31 0.143 1.366H2 0.0636 0.69 1.048 0.189 1.468图五 氢、氦、氮、氩的相对冷却性能为保证工件表面不氧化，具有高的光亮度，对冷却气体 N2 纯度有一定要求。6表八 氮气纯度标准处理材料 氮气纯度（%）轴承钢、高速钢 99.99599.998高温耐热合金 99.999高温活性金属 99.9999半导体材料 99.99999表九 热处理用氩气、氢气
13、、氮气的行业标准指标要求， %（V/V ）名称 氩含量 氮含量 氢含量 氧含量 总碳含量（以甲烷计） 水含量高纯氩气 99.999 0.0005 0.0001 0.0002 0.0002 0.004氩气 99.99 0.007 0.0005 0.001 0.001 0.002高纯氮 - 99.999 0.0001 0.0003 0.0003 0.0005纯氮 - 99.996 0.0005 0.001CO0.0005CO20.0005CH40.0005 0.0005类 - 99.5 - 0.5 - 露点 -43类级 - 99.5 - 0.5 - 游离水100ml/瓶工业用气态氮类级 - 98.
14、5 - 1.5 - 游离水100ml/瓶氢气 - 0.006 99.99 0.0005CO0.0005CO20.0005CH40.001 0.003注：水分压 15，大于 11.8MPa 条件下测定。高纯氮、纯氮不适合用于沉淀硬化不锈钢，马氏体时效钢，高温合金、钛合金等真空热处理回充和冷却气之用。氢气不适用于高强度钢、钛合金、黄铜的热处理保护。液态氮不规定水的含量。（2）提高气体冷却能力的方法牛顿公式：Q=k （t w-tf）F（kcal/h）Q 为传热量； tw 为工件温度； tf 为气体温度；F 为工件表面积； k 为对流传热系数。K=（/d ） C（wdp/） md 为工件直径， C 为
15、因雷诺系数范围不同而异的常数， m 为幂指数，一般 0.620.805w 为流速，p 为密度的函数（亦可视为气压） ， 为气体导热系数， 为粘滞系数。7从公式中可见，提高冷却气体的密度（压力）和流速可以成比例地加大对流传热效率。提高冷却气体压力。提高气体的流速。图六 气体压力和淬火速率间的关系曲线表十 各种淬火介质对热传导系数的比较介质和淬火参数 热导率（w/m 2.k）盐浴 550 350450液态床 400500油 2080 不流动 10001500油 2080 搅拌循环的 18002200水 1525 30003500空气、无强力循环 50801000 毫巴（110 5Pa）N 2 循环
16、的 1001506105Pa N2 快速循环 30040010105Pa N2 快速循环 4005006105Pa He 快速循环 40050010105Pa He 快速循环 55065020105Pa He 快速循环 90010006105Pa H2 快速循环 45060010105Pa H2 快速循环 75020105Pa H2 快速循环 130040105Pa H2 快速循环 22002、真空油淬（1）真空淬火油的条件。（2）真空淬火油的主要技术指标8表十一（a） 国产真空淬火油质量指标真空淬火代号 ZZ-1 ZZ-2粘度（cst）50 2025 5055闪点（）不低于 170 210凝
17、点（）不高于 -10 -10水份（%） 无 无残碳（%）不大于 0.08 0.1酸值（mgkoH/g） 0.5 0.7饱和蒸气压 20（133Pa） 510-5 510-5热氧化安定性 合格 合格冷却性能 特性温度（）特性时间（s）800冷至 400时间（s）6006203.03.555.55806003.04.067.5表十一（b） 上海惠丰石油化工有限公司真空淬火油质量指标项目/型号 CZ1 真空淬火油 CZ2 真空淬火油 试验方法运动粘度（40） ，mm 2/s 3242 8090 GB/T265闪点（开口） ， 180 220 GB/T3536倾点， -10 -10 GB/T3535冷
18、却特性特性温度800400时间6005.55857.5 SH/T0220注：以上数据为代表性试样的测定结果，产品性能以实测为准。性能：1、有较低的饱和蒸汽压，蒸发量较小，使溶入的气体迅速脱出；2、较强的抗汽化能力和较快的冷却速度，不污染真空炉膛及真空操作效果；3、冷却性能稳定，在真空条件下，能保证淬火后工件淬硬效果好；4、良好的光亮性和光辉性，淬火后表面清洁光亮，不会变色、无氧化、无污染；5、极佳的挥发安定性和氧化安定性，使用寿命长。用途：1、适用于轴承钢、工模具、刀具及大中型航空结构钢及其它特种钢材；2、HFV-CZ1 真空淬火油用于中型材料在真空状态下的淬火，HFV-CZ2 真空淬火油用于
19、淬渗透性好的材料在真空状态下淬火。表十二 美国 C.I.Hayes 公司真空淬火油质量指标真空淬火油代号 H1 H2比重（Ib/gal） 7.36 7.2粘度指数 76 95粘度（100）sus 9295 110121着火点（） 170 190热线试验 34.0 31.0蒸汽压 40（133Pa） 0.002 0.000190（133Pa） 0.100 0.0103150（133Pa） 2.00 0.459GM 淬火试验（s） 11 17最高使用温度（） 60 80真空油淬时注意的几个问题：真空油淬压力填充纯 N2 40kPa67kPa。淬火油量： 工件：油重量 1：1015，油池比油与工件体
20、积之和大 1520%。油中不许有水分。当达 0.03%时，工件变暗；0.3%时，冷速明显变化。真空淬火油的调制。工件入油前应充分脱气。油温在 4080使用。油应有搅拌。静止油冷却强度为 0.250.30；激烈搅拌油冷却强度为 0.81.1。真空油淬时的高温瞬时渗碳现象。3、为减小工件变形采用的分级冷却。油冷却到 MS点以上风冷。延时油淬，先预冷 3070 秒（1090）入油。风冷至 550在油中淬火。气体分级淬火，气冷到马氏体转变点以上停风扇表面温度均匀后再开风扇快冷。工件在硝盐浴中等温淬火。4、真空水淬。5、真空硝盐淬火。6、炉冷或控速冷却。四、真空退火、真空淬火、真空回火及常用金属材料的真
21、空淬火、回火工艺规范。1、真空退火目的：获得洁净光亮的表面，省去或减少加工工序；使金属材料软化，消除内应力和改变结构，提高材料性能。（1）铜及其合金 10表十三 青铜真空热处理参数材料号 真空度（Pa） 退火温度（） 冷却方式QSn4-3QSn4-4-2.5 600QSn6.5-0.4QSn4-0.313.31.33600650QAl9-2 600750QAl9-4 700750QAl10-3-1.5 650750QAl10-4-4 650750QAl10-5 600700QAl10-713.31.33650750炉冷表十四 紫铜和黄铜真空热处理参数材料牌号 消除应力退火温 度（） 再结晶退火
22、温度 （） 真空度（Pa） 冷却方式紫铜T1、T2T3、T460070060070013313.3黄铜H96H90H80H70H68H62H59-120026026027026027027030054060065072060070052065052065060070060067013.31.33HSn70-1HSn62-1HAl77-2HAl59-3-2HMn58-2HFe59-1-1HPb74-3HPb64-3HPb63-3HPb60-1300350350370300350350400560580550650600650600650600650600650600650620670620650
23、60065013313.313.31.3313.31.33炉冷或惰性气体冷11表十五 铍青铜时效工艺参数材料牌号 时效温度（） 真空度（Pa） 时间（小时）QBe2QBe2.5300285320110-2 35342（2）金属和合金的除气处理。应用于加速器、宇宙模拟设备、电子管材料和高温活性金属。表十六 金属及合金真空除气的温度及真空度金属及合金 除气温度（） 真空度（Pa）铜 800 2.710-3镍 800950 1.310-3铁与铁合金，硅钢，不锈钢 900 410-2钼 1450 6.710-3钨 1400 6.710-3钛 810 1.310-3钽 900950 1.310-3（3）
24、软磁材料的真空退火软磁材料与硬磁材料的区别是磁性不同。矫顽力 Hc10 奥斯特为软磁，Hc=10-300 奥斯特为半硬磁，Hc300 奥斯特为硬磁。目前广泛应用于氢气退火和真空退火。电工纯铁的真空退火，见图七。图七 电工钢真空退火工艺曲线硅钢片的真空退火见图八。12图八 硅钢片真空退火工艺曲线Fe-Ni 系合金真空退火。表十七 常用 Fe-Ni 软磁材料的真空退火规范合金牌号退火温度（）保温时间（小时）真空度（Pa） 冷却方式1J46 361J501J791J51随炉升温105011501210-110-3100200/h 冷至 300后快冷100出炉1J54100/h 冷至 300移至冷却室
25、，冷至 100以下出炉1J80随炉升温11001150 110-1100200/h 冷至 400移至冷却室冷至 100以下出炉1J85 10-110-3 100200/小时冷至 480后快冷至 100以下出炉1J77随炉升温11001200 100150/h 冷至 500后，以 3050/h 冷至300，再快冷到 100出炉。1J76随炉升温1100115086110-1 100/h 冷至 500后，以 1050/h 冷至 300，再快冷到100出炉。1J52 12 100200/h 冷至 600快冷至 300，100出炉1J83随炉升温10501150 35 100200/h 冷至 600再
26、稍快冷至 100以下出炉1J86随炉升温11001200 8610-110-3 100/h 冷至 600后以 30100/h 冷至 300，100出炉1J411J42 24 110-1 100/h 冷至 600稍快冷至 300，100以下出炉1J47随炉升温11001150 12 10-110-3 150/h 冷至 300400后快冷至100出炉Fe-Al 系合金真空退火表十八 常用 Fe-Al 系软磁合金真空退火规范合金牌号退火温度（）保温时间（小时）真空度（Pa） 冷却方式1J16 缓慢升温 2 10-110-3 200150/h 炉冷，100以下出炉1395011501J13 随炉升温9
27、00950 2100/h 冷至 600，60/h 冷至 200，100出炉。1J12 100150/h 冷至 500快冷至 200，100出炉1J6随炉升温10501200 100150/h 冷至 250，100出炉1J8 随炉升温700以后50200/h升至120012202350150/h 冷至 250以下，100出炉软磁合金退火时注意：a）在高温退火时必须防止工件叠片间和卡具粘合，可以在其间撒布工业氢氧化镁或滑石粉，或经高温下除过气的氧化铝粉撒布其间。b）工件不能与石墨接触，最好不用石墨纤维的真空炉中处理。（4）钢材料的真空退火；钢铁材料：表十九 钢的真空退火工艺参数材料 真空度（Pa）
28、 退火温度 （） 冷却方式45 1.31.310-1 850870 炉冷或气冷，300出炉0.350.6 卷钢丝 1.310-1 750800 炉冷或气冷，=200出炉40Cr 1.310-1 890910 缓冷，300出炉Cr12MO 1.310-1 以上 850870 720750，等温 45 小时炉冷W18Cr4V 1.310-1 870890 720750，等温 45 小时炉冷空冷低合金模具钢 1.3 780870 缓冷高碳铬冷作模具钢 1.3 870900 缓冷W918 热模具钢 1.3 815900 缓冷不锈钢、耐热钢真空退火；表二十 奥氏体不锈钢退火温度和真空度热处理 温度（）
29、真空度（Pa）热变形后去氧化皮代替酸洗退火 9001050 13.31.3退火 1100105011501.310-10.710-21.31.310-1电真空零件退火 9501000 1.3410-3带料在电子束设备中退火 10501150 1.310-21.310-3表二十一 一些不锈钢的退火工艺参数14钢种类型 主要化学成分（质量分数） 分析结果（%） 退火温度范围 （） 真空度（Pa）铁素体类 Cr1214，CO.08（最多） 630830 1.31.310-1马氏体类 Cr14， C0.4，Cr1618，C0.9 830900 1.31.310-1奥氏体类（未稳定化） Cr18，Ni8
30、10101120 1.31.310-1奥氏体类（稳定化） Cr18，Ni8，N61 或 Ti 9501120 1.310-21.310-32、真空淬火：图九 真空淬火循环真空淬火操作过程见图八，先预抽真空到 1110-2Pa 时开始加热，当保温结束，升压到0.8105Pa，工件油淬或回填到 5105Pa 进行高压气淬。各种钢和合金加热时的真空度要求和淬火冷却方式见表二十二。表二十二 各种钢和合金加热时的真空度要求和淬火冷却方式真空度 淬火方式材料低 中 高 油 水 气耐冲击钢（美）S-1（SKS41） A B A（美）S-2（SKS4） A B A（美）S-3 A B A（美）S-4 A B
31、A（美）S-5 A B A油淬火钢（美）0-1（MnCrWv） A B A（美）0-2（9Mn2v） A B A（美）0-6 A B A（美）0-7（WCrv） A B A（美）4140（40CrMnMo） A B A（美）4340 A B A（美）52100 A B A空气淬火钢15（美)A-2 A B C A（美)A-6 A B C A（美)A-7 A B C A（美)D-1 A B C A（美)D-2 A B C A（美)D-4 A B C A（美)D-5 A B C A（美)D-7 A B C A（美)H-11 A B C A（美)H-14 A B C A（美)H-21 A B C A
32、（美)H-22 A B C A高速钢 W 系（美)T-1 A B A E（美)T-2 A B A E（美)T-3 A B A E（美)T-4 A B A E（美)T-5 A B A E（美)T-15 A B A E高速钢 Mo 系（美)M-1 A B A E（美)M-2 A B A E（美)M-6 A B A E（美)M-10 A B A E（美)M-30 A B A E（美)M-50 A B A钛合金Ti-2Al-4Mn A B D ATi-6Al-4V A B D ATi-679 A B D ATi-6Al-4V（低 O2） A B D ATi-6Al-6VZ-5Sn-1（Fe，Cu） A
33、 B D ATi-7Al-4Mo A B D A不锈钢400 A B A410 A B A416 A B A420 A B A440 A B A沉淀硬化合金Ni-spanc A B A A16AM-350 A B A AAM-355 A B A A（美）17-7PH A B A A（美）17-4PH A B A A铁镍基合金901 合金 A B A AA-286 A B A ADiscaloy A B A AUnitemp 212 A B A A钴基合金Al-Risist 213 A B A AH-21 A B AMAR-M509 A B A AW1-52，HS152 A B A镍基合金T18
34、 合金 A B A AHastelloy X A B AInconelx750 A B A AM-252-J-1500 A B A ARA-333 A B ARene41 A B A ARene62 A B A ARene63 A B A ATDNickel 棒 A B AWaspaloy A A B A AWaspaloy B A B A ACTreek Ascaloy A B A注：A-必要条件；B-需改善泵的停机时间；C-预冷至 550施行油淬；D-用扩散泵排出；E-气冷至1090淬油；真空度：低-机械泵；中-增压泵；高-扩散泵。（1）真空淬火工艺操作实例： 汽车车灯反射镜凸模（图十）材
35、料：Cr 12 MOV技术要求：热处理 HRc6062 变形愈小愈好。图十 车灯反射镜凸模该厂引进日本加工技术，与外商协作，共同制造汽车反射镜。凸面为抛物面，热处理后无法进行加工，故要求模具变形越小越好。原采用盐浴炉淬火，变形达0.3mm，冲件不能达到聚焦反射作用。17经真空热处理后变形控制在 0.05mm 以内，表面光亮，无氧化脱碳，硬度均匀，使用性能良好。其真空热处理工艺见图十。本凸模在 ZC30 型双室油淬负压真空炉内处理。图十一 车灯凸模真空热处理工艺曲线凸模在高压气淬炉内处理，气淬压为 34105Pa，其效果更好。 100 目不锈钢网滚模模芯（图十二）材料：Cr 12 MOV技术要求
36、：热处理 HRc5862。图十二 100 目不锈钢网滚模模芯此件加工六角形不锈钢网用，系出口任务，要求很高。在 50mm 处的六角形网眼要用放大镜才能看清楚。该厂原采用盐浴淬火，由于残盐嵌在六角形网眼中，需经放大后才能看见，再用人工方法将残盐从一个个微小的网眼内剔除，既费时有极易损坏模眼而导致报废。故用盐浴处理的模芯废品率很高。采用真空热处理后模芯表面光洁，合格率达 100%，寿命也比原来提高，用户非常满意。其热处理工艺见图十三。本模芯在 ZC-30 型双室负压油淬炉内处理。若在加压气淬炉内处理，气淬压力23105Pa，其淬火效果更佳。18图十三 不锈钢网滚模模芯 压铸模材料：H13技术要求：
37、大型复杂模具 HRc42-44中小型优质模具 HRc44-46小型模块 HRc48-50设备：采用 5bar 以上高压气淬炉工艺：采用分级气淬工艺具体工艺曲线示意图见图十四。图十四 H13 钢真空高压气淬加热冷却工艺示意图其中 Ts 为表面热电偶温度，Tc 为心部热电偶温度，冷炉升温速度 220/小时，对流加热炉压2bar，预热二次，当 Tc=Ts 后再升温。奥氏体化保温时间：快速升温至 10305，当 Ts-Tc14后，保温 30 分钟。回充高纯氮分压26.6Pa。从 1030到 540淬火冷速至少 28/分，在 455-400间进行分级，当 Ts 冷至分级温度区后 30分钟继续快冷到 65
38、出炉。在静止空气中冷到 50-30进行二次以上回收。回火至少二次，每次回火后模具冷到室温再进行第二次回火。回火时间按 2.4 分/mm 计算，或心部到温度后在保温 2 小时。回火温度按不同硬度要求，一般 580-600左右。（2）真空淬火的质量效果 真空淬火对工件表面质量的影响A）真空状态下加热氧化物的还原作用。B）元素发挥的影响。C）钢种的影响。D）冷却方式的影响。19E）回火的影响。F）真空泵、油增压泵、油扩散泵返油的影响。G）真空淬火油脱气。H）炉子泄漏率。I）加热速度影响。J）充气管道的漏气问题。 真空淬火工件的变形，减小真空淬火变形的具体措施A）加热技术方面a）多次预热。b）在 80
39、0以下进行对流加热。c）提高炉温均匀性，合理布置。d）合理控制炉内压力，回填 N2以 13.3Pa 为宜。B）冷却技术减少工件变形a）尽量采用高压气淬代油淬。b）为减少组织压力，先油淬在 Ms 点以上出炉气冷。c）气体分级淬火。d）控制油搅拌开动时间。e）减少工件在热态下振动。f）料盘、工具的变形，会影响工件变形。g）厚薄不均匀，锐角处包扎氧化铝棉。h）合理装炉。i）高压气淬时，冷却气体的喷射方式。 真空淬火后钢的机械性能在真空淬火加热时，工件有脱气、不氧化、不脱碳，因而有较高的机械性能。表二十三 Cr 12MOV 钢真空淬火、回火与盐浴淬火、回火后机械性能比较Rm（N/mm 2） F（mm）
40、 ak（N.m/cm2）(硬度 HRc)真空淬火(硬度 HRc)盐浴淬火温度（） 回火温度（）真空 盐浴 真空 盐浴 真空 盐浴 淬火 态 淬回火态 淬火 态 淬回火态950 180 4239 3105 4.3 2.87 12.7 18.4 60.8 61 61.3 60.5980 180 3756 2814 4 2.4 21.6 14.7 64.7 61.9 65.8 631020 240 3851 3048 4.4 2.36 21.6 21.6 65.8 60.8 66.2 60.81080 240 3584 2139 4.1 1.76 25.1 14.7 61.9 58.6 65.5 5
41、9.71120520（冷） 2501 2755 5.1 3.5 27.5 26.5 55.3 55.6 59.3 60.7注：真空淬火：800预热 25 分，淬火保温 20 分。盐浴淬火：淬火温度为 9501020时，400预热一小时，淬火保温 9 分钟；淬火温度为 10801120时，850预热 6 分，淬火保温 3 分钟，600650分级 23 分钟后空冷。20 真空淬火产品的使用寿命真空淬火模具寿命一般提高 40400%。3、真空回火（1）概述。（2）真空回火的光亮度变成灰色或暗灰色的原因。认为从 10-2Pa 到 10-4Pa，水蒸气峰继续保持相当大的比例，O 2的光谱已近消失。高于
42、650水蒸气开始分解，出现链式反应，在低于 650温度范围内，真空炉呈微氧化气氛（或微氧化状态），从而室温至 600温度，正好是回火处理区域，也就可解释通常真空回火后表面光亮度灰暗或不稳定的原因。提高真空回火的光亮度的方法： 提高工作真空度。从 110Pa 提高到 1.310-2Pa，目的减少 O2含量，消除 O2对工件氧化的影响。 充入 N2中加入 10%H2，使炉内氧化性气氛与 H2中和，形成弱还原性气氛。 减少真空炉隔热屏吸收和排放水气的影响，排除耐火纤维隔热屏吸水性大的弊端，采用全金属隔热屏设计。 回火后快冷，使工件出炉温度低，提高回火光亮度。 提高回火温度均匀性，有利于回火光亮度一致
43、。用上述方法可使回火工件光亮度达到真空淬火的 90%以上。（3）真空回火脆性及其防止第一类回火脆性（不可逆回火脆性）200350。第二类回火脆性（可逆回火脆性）450650。当钢中含 Ni、Cr、Mn、Si 等合金元素，才有第二类回火脆性，一般碳钢不存在第二类回火脆性。防止方法：为防第二类回火脆性，要求回火后快冷。四、常用金属材料的真空淬火、回火工艺规范。（1）合金结构钢和超高强度钢注意几点： 晶粒度，采用淬火温度比规定温度下限或低 510为宜。 元素挥发。回填 N2到 13.3Pa 或以下。 超高强度钢可采用等温淬火。 有回火脆性要快冷。表二十四 常用合金结构钢真空热处理工艺规范淬火 回火
44、机械性能（不小于）钢材牌号 温度（）真空度（Pa） 冷却温度（）真空度（Pa） 冷却Rm（N/mm 2）Rp0.2（N/mm2） A（%）Z（%）ak（N-m/cm2）2145Mn2 840 1.3 5505.31047.3104油空冷N2快冷 882.6 735.5 10 6 441.330SiMn2MoV 870 1.3 650 1.30.13 882.6 784.5 12 9 490.316SiMn2WV 860 1.3 200 空气炉 空冷 1176.7 882.6 10 8 441.320Mn2TiB 860 1.3 200 空气炉 空冷 1127.7 931.6 10 7 441.
45、330Mn2MoTiB 870 1.3 200 空气炉 空冷 1471 - 9 5 392.240CrMn 840 1.3 5205.31047.3104N2快冷 980.6 833.5 9 6 441.325CrMnSiA 880 1.3 450 5.3104 N2 快冷 1078.7 882.6 10 5 392.230CrMnSiA 880 1.3 520 1078.7 882.6 10 5 441.350CrV 860 1.3-0.13 500 1074.8 1127.7 10 - 392.235CrMo 850 1.3-0.13 550 980.6 833.5 12 8 441.34
46、0CrMnMo 850 1.3 60010-1或5.3104快冷980.6 784.5 10 8 441.320CrMnMo 850 1.3 200 空气炉 空冷 1176.7 882.6 10 7 441.325Cr2MoV 1040 1.3-0.13 700 0.13 735.5 588.36 16 6 490.325Cr2MoV 900 1.3-0.13 620 0.13快冷931.6 784.5 14 8 539.338CrMoAl 940 1.3油640 0.13 980.6 833.5 14 9 490.320Cr3MoWV 1050 1.3 N2油 720 0.13 784.5
47、637.4 14 7 392.240Cr 850 1.3-0.13 油 500 N2 5.3104 980.6 784.5 9 6 441.340CrNi 820 1.3-0.13 油 500 N2 5.3104N2 Ar强制冷却980.6 784.5 10 7 441.312CrNi3 860 1.3-0.13 N2油 200 - 空冷 931.6 686.4 11 9 490.337CrNi3 820 1.3-0.13 500 1127.7 980.6 10 6 490.340CrNiMo 850 1.3-0.13 600 980.6 833.5 12 10 539.330CrNi2MoV
48、 860 1.3-0.13 6500.13，N 2 5.3104 882.6 784.5 12 9 490.345CrNiMoV 850 1.3-0.13 460 N2 5.3104N2强制冷却1471 1323.8 7 4 343.218CrNi4W 950 1.3N2油200 - 空冷 1176.7 833.5 10 10 441.325CrNi4W 850 1.3-0.13 N2 550 N2 5.3104 1078.7 931.6 11 9 441.330CrNi3 820 1.3-0.13 N2油 500 -N2强制冷却 980.6 784.5 9 8 441.3表二十五 超高强度钢真空热处理工艺规范淬
