鋼鐵零件的熱處理包括加熱、保溫和冷卻等基本過程，在冷卻過程中和加熱不當(dāng)均有可能形成熱處理裂紋。例如零件的加熱速度過快、表面增碳或脫碳、過熱和過燒等則容易引起零件表面與內(nèi)部組織應(yīng)力的不同，會(huì)出現(xiàn)表面熱處理裂紋的出現(xiàn)。另外鋼鐵零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、材料選用不當(dāng)、加熱和冷卻的溫度控制不正確、冷卻介質(zhì)不合適以及操作失誤等同樣有熱處理裂紋等缺陷的發(fā)生，常見的熱處理淬火裂紋基本類型有以下幾種：  (1)縱向裂紋又稱軸向裂紋，它發(fā)生在完全淬透的工件上，是由于表面產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力比軸向拉應(yīng)力大，超過了該區(qū)域的斷裂

真空熱處理是指將零件在真空狀態(tài)下，進(jìn)行加熱、保溫和冷卻的工藝方法。是隨著航天技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新技術(shù)，也是近幾十年來在熱處理設(shè)備中具有前途的一種，它可替換鹽浴爐、電阻爐和燃?xì)鉅t。真空爐是依據(jù)電極的輻射作用實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加熱的，輻射加熱速度比較慢，因此工件的內(nèi)外加熱較為均勻，工件的變形小。由于真空爐內(nèi)氣壓很低，氧氣的含量對(duì)工件的鐵元素氧化不起作用，因此避免了工件在真空爐加熱過程中出現(xiàn)氧化和脫碳現(xiàn)象的發(fā)生，保持了工件表面的原始狀態(tài)，工件清潔和光亮。 真空爐不僅用于普通的工件的淬火、回火、退火和正火．而且

零件熱處理淬火后，在油中后冷卻將黏附有殘油、鹽渣以及其他污物等，一般采用堿性3%～5%的水溶液清洗，可以去掉零件的表面的附著物，一般清洗設(shè)備有清洗槽和清洗機(jī)兩類。(1)清洗槽該槽的結(jié)構(gòu)形式與淬火槽相似，為了增加清洗的效果，槽內(nèi)有加熱器裝置，清洗液被加熱后進(jìn)行零件的清洗。為確保清洗的效果，要求確保清洗液的成分和溫度應(yīng)符合要求，要定期地更換和清理底部的臟物，撈去漂浮的油物等，確保零件表面的清潔。清洗槽的工作環(huán)境差，但清洗效果好，尤其是對(duì)在硝鹽、低溫分級(jí)鹽浴等淬火的零件具有明顯的作用，對(duì)于鹽浴淬火的零件要在清洗槽內(nèi)煮沸，

電阻爐是熱處理過程中占有較大比重的熱處理加熱設(shè)備，因此其應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)作業(yè)的工作方式，分為周期性作業(yè)爐和連續(xù)性作業(yè)爐兩種，電阻爐是用電阻發(fā)熱體供熱的一類設(shè)備，靠電熱元件（作成螺旋狀）的熱輻射或?qū)α鞯葋砑訜崃慵?，電阻爐是以電為熱源，通過爐內(nèi)布置的電熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能來進(jìn)行零件的加熱的，國(guó)產(chǎn)電阻爐的編號(hào)采用漢語拼音+阿拉伯?dāng)?shù)字來表示，編號(hào)的一般格式為前面有三個(gè)漢語拼音字母，后面為兩組數(shù)字。第一個(gè)字母R代表電阻爐，第二個(gè)字母表示設(shè)備的特點(diǎn)（J-加熱，Y-鹽浴，Q-氣體滲或保護(hù)氣等），第三個(gè)字母表示爐膛的形式（X-

奧氏體型熱作模具鋼的優(yōu)點(diǎn)是在任何狀態(tài)下均能保持奧氏體組織，固溶時(shí)效后在700~800℃仍保持較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。缺點(diǎn)是易產(chǎn)生冷加工硬化，機(jī)加工較困難，線膨脹系數(shù)大、導(dǎo)熱性差，降低了鋼的熱疲勞性能，不適用于強(qiáng)水冷的模具。5Mn15Cr8Ni5Mo3V（代號(hào)5Mn15）、7Mn10Cr8Ni10Mo3V2（代號(hào)7Mn10）鋼屬于高錳系奧氏體型熱作模具鋼，適于制作使用溫度高于700℃而低于900℃、工作應(yīng)力較高、形狀簡(jiǎn)單的模具，如鋼件擠壓模、高溫合金擠壓模、銅合金擠壓模、粉末燒結(jié)模等。Cr14Ni25Co2V、4C

真空爐在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，由于生產(chǎn)成本高和一次性投資大，因此其應(yīng)用的范圍也受到一定的限制，在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家真空爐的數(shù)量在23%以上，與可控氣氛爐基本相當(dāng)，其發(fā)展的進(jìn)度很快，機(jī)械化程度和工藝水平更高，幾乎可以實(shí)現(xiàn)金屬材料的全部熱處理工藝，如淬火、回火、退火、滲碳、氮化、滲金屬等熱處理工藝，完成氣淬、油淬、硝鹽淬和水淬等淬火處理。對(duì)工模具鋼而言，在真空爐內(nèi)加熱時(shí)，減少了輻射換熱，加熱的速度緩慢，零件的各部分受熱均勻，因此變形量很小。冷卻后的零件表面處于壓應(yīng)力狀態(tài)，故零件具有良好的綜合作用，疲勞強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度明顯提高

熱處理設(shè)備是完成零件的熱處理操作的重要工藝裝備，隨著對(duì)零件技術(shù)要求的提高，對(duì)設(shè)備的性能和技術(shù)指標(biāo)有了更嚴(yán)格的規(guī)定，首先熱處理設(shè)備要確保工藝參數(shù)的實(shí)現(xiàn)，其次要求操作簡(jiǎn)單、減輕體力勞動(dòng)、易于機(jī)械化或自動(dòng)化、生產(chǎn)效率高，再次要求節(jié)能降耗、環(huán)保。這些是我們選擇設(shè)備和使用設(shè)備進(jìn)行零件的熱處理必須要考慮和思考的問題。熱處理設(shè)備的種類很多，根據(jù)零件材料和設(shè)計(jì)要求，應(yīng)根據(jù)具體的熱處理特點(diǎn)來選用相應(yīng)的設(shè)備。一般而言熱處理設(shè)備是由加熱設(shè)備、冷卻設(shè)備、輔助設(shè)備、常用測(cè)溫儀表等幾大部分組成的，因此熱處理設(shè)備是一個(gè)零件熱處理系統(tǒng)的總稱，它們

熱處理加熱（回火）設(shè)備是完成零件熱處理的最關(guān)鍵的裝備，根據(jù)特點(diǎn)可分為加熱爐和加熱裝置兩類，加熱爐通常包括電阻爐、鹽浴爐、燃料爐、真空爐、流動(dòng)粒子爐等，加熱裝置有電阻加熱、電接觸加熱、感應(yīng)加熱、火焰加熱、激光加熱、電子束加熱、離子注入等，下面主要介紹常用的熱處理加熱設(shè)備，便于操作者在進(jìn)行零件熱處理時(shí)參考。加熱設(shè)備的類型很多，各自具有不同的加熱方式，可從不同的角度和特點(diǎn)分類，根據(jù)零件的熱處理要求，選擇符合技術(shù)要求的加熱設(shè)備，加熱設(shè)備和回火設(shè)備的最大區(qū)別在于溫度不同，因此回火設(shè)備的最高使用溫度不超過750℃。①按照加熱源

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，零件的熱處理設(shè)備和工藝水平也得到了很大的改進(jìn)和提高。許多新型的熱處理爐得到研制和開發(fā)，為零件的熱處理提供了技術(shù)上的保障，同時(shí)也為某些特殊要求的工藝奠定了良好的基礎(chǔ)。零件熱處理的目的是確保零件滿足工作要求、具有高的使用壽命、節(jié)約材料和能源、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等，因此應(yīng)圍繞著這幾個(gè)方面進(jìn)行分析和探討相關(guān)的設(shè)備和工藝。(1)無氧化脫碳的加熱技術(shù)零件的加熱離不開加熱設(shè)備和加熱介質(zhì)，熱的傳遞方式有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射，根據(jù)不同的設(shè)備則加熱傳導(dǎo)有所差異，目前熱處理設(shè)備種類齊全，從燃料爐、空氣爐到鹽浴爐、可控氣氛爐、流

真空熱處理是指將零件置于真空設(shè)備中，進(jìn)行加熱、保溫和冷卻的工藝方法，零件在負(fù)壓下加熱，爐內(nèi)空氣已稀薄到無法對(duì)零件進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。它是隨著航天技術(shù)的發(fā)展而迅速開發(fā)出來的新技術(shù)，也是近幾十年來熱處理設(shè)備中具有前途的一種，它可替換鹽浴爐、電阻爐和燃?xì)鉅t。真空爐是依據(jù)電極的輻射作用實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的加熱的，輻射傳熱量與溫度的四次方成正比，溫度低時(shí)則輻射加熱速度比較慢，實(shí)現(xiàn)了緩慢加熱，因此工件的內(nèi)外加熱較為均勻，工件的變形小。由于真空爐內(nèi)氣壓很低，氧氣的含量對(duì)工件的鐵元素氧化不起作用，因此避免了工件在真空爐加熱過程中出現(xiàn)氧化和脫碳現(xiàn)

形變熱處理是將壓力加工與熱處理有效的結(jié)合起來，在馬氏體點(diǎn)以上溫度經(jīng)塑性變形后，立即利用余熱進(jìn)行熱處理，以達(dá)到形變強(qiáng)化與相變強(qiáng)化的雙層強(qiáng)化的效果，得到了比單一強(qiáng)化更高的力學(xué)性能的一種熱處理工藝。其優(yōu)點(diǎn)為節(jié)省工序、減少能源消耗、節(jié)省鋼材的熱處理缺陷等，因此提高了零件的產(chǎn)品性能。形變熱處理后獲得了比普通熱處理時(shí)更高的強(qiáng)度和斷裂韌性，其主要原因?yàn)樾巫兪咕Ы缗で兂射忼X狀，增加了零件中的位錯(cuò)密度和加速了合金元素的擴(kuò)散，促成了合金碳化物的沉淀；塑性的提高也是由于這種細(xì)小、彌散分布的合金碳化物的沉淀，因此降低了奧氏體中碳和合金元

工藝是指采用先進(jìn)和科學(xué)的方法和手段，通過生產(chǎn)實(shí)踐的反復(fù)驗(yàn)證，可確保零件的質(zhì)量的加工方法，它是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝人員辛勤勞動(dòng)的結(jié)果，它既是指導(dǎo)實(shí)際操作的規(guī)程和控制計(jì)劃，更是從產(chǎn)品的技術(shù)準(zhǔn)備、原材料供應(yīng)、生產(chǎn)計(jì)劃的調(diào)度、勞動(dòng)力的合理調(diào)配、過程質(zhì)量檢驗(yàn)和成品入庫和包裝運(yùn)輸?shù)闹匾罁?jù)和法規(guī)，因此工藝整體反映了質(zhì)量水平的高低和生產(chǎn)能力的規(guī)模，它是產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障，也是企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的決定因素，從某種意義上講代表了該產(chǎn)品在同行業(yè)加工水平的高低和現(xiàn)狀，是否具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)，抓好工藝的合理制訂，對(duì)于企業(yè)的生產(chǎn)具有重要的作用，國(guó)內(nèi)外

鋼的碳氮共滲是兼有滲碳和滲氮的雙重特點(diǎn)，低碳鋼、低合金鋼以及部分中碳鋼均可進(jìn)行該工藝的化學(xué)熱處理，表面獲得高的硬度和耐磨性，而心部具有良好的強(qiáng)度和韌性，同時(shí)也提高了零件的疲勞強(qiáng)度等，因此能夠滿足零件的使用要求。該工藝的推廣和應(yīng)用改善了單一滲一種元素的缺點(diǎn)，無論從工藝的流程的縮短，還是零件的熱處理質(zhì)量的提高，都具有顯著的優(yōu)勢(shì)，加上該工藝已經(jīng)成熟，故從提高零件的使用壽命出發(fā)，得到了熱處理工作者的認(rèn)可。

氣體滲氮硬度不均原因分析如下：1．進(jìn)氣管道局部堵塞．氣氛循環(huán)不暢通2．零件表面有油污或銹斑3．裝爐量太多，吊掛不當(dāng)4．非氮化部位的鍍錫保護(hù)層過厚，錫層熔化影響氮化部分氣體滲氮硬度不均的預(yù)防措施：1．及時(shí)清理、疏通管道，強(qiáng)化爐氣的循環(huán)2．零件要清洗干凈，并注意經(jīng)常清理馬弗罐表面的臟物3．合理裝爐4．適當(dāng)控制鍍錫層的厚度

滲碳層過深、滲碳層濃度梯度太陡原因分析：1．滲碳溫度過高，保溫時(shí)間過長(zhǎng)。2．固體滲碳的滲碳劑活性過分強(qiáng)烈或氣體滲碳碳勢(shì)過高。滲碳層過深、滲碳層濃度梯度太陡預(yù)防措施：1．按正常的滲碳工藝執(zhí)行．嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，增加超溫報(bào)警裝置。2．采用新滲碳劑時(shí)，應(yīng)放入一定比例的舊滲碳劑；氣體滲碳則控制滲碳劑的流量。說明：對(duì)碳濃度梯度太陡而滲層厚度不符合要求的零件，在中性介質(zhì)中加熱至正火溫度并保溫，隨后油或空氣中冷卻即可減少碳濃度梯度，得到要求的質(zhì)量。

(1)氣門的工作條件和要求氣門是在內(nèi)燃機(jī)工作過程中密封燃燒室和控制內(nèi)燃機(jī)氣體交換的精密零件，是保證內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力性能、可靠性和耐久性的關(guān)鍵部件，因此進(jìn)、排氣門是其心臟部件。氣門在工作過程中閥口錐面與汽缸蓋相互接觸部分、氣閥桿端與搖臂之間發(fā)生劇烈的摩擦作用、高溫氣體沖刷和腐蝕溫度高，進(jìn)氣門主要承受反復(fù)沖擊的機(jī)械負(fù)荷，其工作溫度在300～400℃，而排氣門除承受沖擊的機(jī)械負(fù)荷外，還受到高溫氧化性氣體的腐蝕以及熱應(yīng)力、錐面熱箍應(yīng)力和燃燒時(shí)氣體壓力等的共同作用，排氣門的工作溫度為600～800℃，因此在運(yùn)動(dòng)過程中氣門要承受沖擊

對(duì)鍛鋼而言經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后為回火索氏體組織，硬度為207～302(HBS)；正火后組織為珠光體+鐵素體，硬度為163～241( HBS)，晶粒度分別為1～4級(jí)、4～10級(jí)；對(duì)球墨鑄鐵來說正火硬度240～300(HBS)，石墨球等級(jí)為1～3級(jí)，晶粒度為5～8級(jí)。良好的預(yù)備熱處理將為以后的熱處理及表面處理奠定組織基礎(chǔ)，因此該工序顯得尤為重要。曲軸的預(yù)備熱處理工藝有鋼的正火和球墨鑄鐵的奧氏體正火處理，為提高曲軸的力學(xué)性能。也可采用調(diào)質(zhì)或正火后表面淬火、等溫淬火等工藝，以提高球墨鑄鐵曲軸的韌性和塑性。

為了提高曲軸的表面硬度，獲得良好的耐磨性、疲勞強(qiáng)度和高的耐腐蝕性，通常大功率柴油機(jī)曲軸采用離子滲氮（或氣體滲氮），它具有滲層厚、時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備復(fù)雜等特點(diǎn)。作為汽車和拖拉機(jī)用曲軸一般采用鐵素體氮碳共滲，其特點(diǎn)為滲層薄、摩擦系數(shù)小，因此提高了曲軸的抗咬和擦傷能力、疲勞強(qiáng)度獲得高的耐磨性等。其工藝特點(diǎn)為溫度低、時(shí)間短、化學(xué)處理后變形小、節(jié)能等，因此大部分曲軸普遍采用該工藝。其技術(shù)要求為滲層滲層≥0.10mm，硬度≥420(HV0.1)，脆性≤2級(jí)。 目前氮碳共滲有液體、氣體和固體三種，液體氮碳共

感應(yīng)加熱表面淬火的裂紋缺陷產(chǎn)生原因分析：1．工件形狀尺寸不均勻，工件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或形狀復(fù)雜，尺寸突變或淬火部位加工粗糙或有凹槽、孔、臺(tái)階、端頭、尖角、鍵槽、空洞和油道等結(jié)構(gòu)因素2．加熱溫度不均勻（包括設(shè)備頻率選擇不當(dāng)、感應(yīng)器的設(shè)計(jì)不合理、操作程序不合理、預(yù)熱溫度不適宜、預(yù)先熱處理質(zhì)量不佳等）3．淬火介質(zhì)選擇不當(dāng)，冷卻速度過大4．工件的回火不及時(shí)，重新淬火時(shí)操作不當(dāng)5．原材料內(nèi)部存在質(zhì)量缺陷（組織不均勻晶粒粗大、成分偏析、有害雜質(zhì)、大量的非金屬夾雜物、內(nèi)部裂紋等），材料淬硬性能過高，鋼的含碳量高于上限的要求6．淬

普通的熱處理包括正火、退火、淬火、回火、時(shí)效和冷處理等，使零件的整體或局部獲得一定的硬度和力學(xué)性能，來滿足其工作和使用要求，其特征為零件本身沒有化學(xué)成分的改變。而化學(xué)熱處理是將零件置于一定溫度的活性介質(zhì)中加熱，保溫一定的時(shí)間，使一種或幾種化學(xué)元素的原子滲入零件表層，以改變表面化學(xué)成分、組織和性能，達(dá)到改善零件使用性能的熱處理工藝?；瘜W(xué)熱處理可以明顯提高零件的使用壽命和力學(xué)性能，在某種程度上低碳鋼或低合金鋼等可代替高合金鋼，降低了生產(chǎn)成本，因此化學(xué)熱處理在機(jī)械制造中得到了十分廣泛的應(yīng)用和推廣，具有比較廣闊的市場(chǎng)前景。