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什么是真空热处理，特点，如何选择真空度？

2024-08-19

作为专业的高温真空炉生产厂家，我们在科研生产和为客户提供服务的过程中，总结了很多与真空热处理相关的知识和经验。从今天开始，我们将一些真空热处理方面的知识分享给大家，希望对大家的实验或者生产有所帮助。

真空热处理（1）：什么是真空热处理，特点，如何选择真空度？

真空热处理是将真空工作环境与热处理技术相结合的一项新兴热处理技术，真空热处理的真空工作环境小于一个标准大气压(1.013×10 5 Pa)。

低真空(10 5～ 10 2 Pa)

中真空(10 2～ 10 -1 Pa)

高真空(10 -1～ 10 -5 Pa)

超高真空(<10 -5 Pa)

真空热处理的特点

工件在真空条件下加热，避免了常规普通热处理的氧化、脱碳，避免了氢脆，变形相对较小，提高了材料零件的综合力学性能。真空热处理后的工件寿命通常比普通热处理提高几十倍甚至几百倍。

材料中的热传递方式主要有三种：传导、对流、辐射。真空下的加热环境是极稀薄的气氛，因此不会发生工件的氧化、脱碳现象。同时，它只是单一的传热方式，辐射热的大小与温度成二次方比例：E=C(T/100) 4.所以真空加热虽然速度慢，但由于几乎没有热量损失，加热体升温很快，工件表面与心部温差不是很大，相对来说工件变形也小。

同时我们从上面的公式分析，在真空阶段，依靠辐射传热加热，低温阶段辐射效果较差，高温阶段辐射效果较好。这个现象将在以后制定工艺参数时加以利用。

如何选择真空？

材料进行真空热处理时，应考虑真空度的合理性。在真空中加热时，Mn、Ni、Cr等合金元素会挥发，挥发物会使工件粘结在料筐筛上，不方便取出;而且挥发物会污染加热炉室、真空泵等真空系统。因此，开始加热时，应注意各种金属的蒸气压，条件允许的情况下最好通入1~2kPa高纯氮气。目的一是减少合金元素的挥发;二是提高真空加热速度，减少真空加热滞后时间。

在真空加热环境下，工作真空度的选择原则是低温时高真空，高温时低真空。我们对真空度的决定不仅取决于工件，还取决于设备的寿命。如果真空加热炉炉腔是石墨材质，真空度不足会降低石墨的寿命，增加很多成本。

对于大多数低合金钢和高铬钢，真空加热时，一般可选用1.33～12.3Pa。

但对于高碳钢、高合金钢，真空度应为1.33×10 -2 Pa。

对于碳钢，真空度不应低于1.33×10 -2 Pa。

对于高温高真空条件下的加热，例如含有钛、钨的材料，它们的加热温度差不多都在1250度，而真空度要控制在1.33×10 -2 Pa左右。

为了防止部分元素挥发和工件粘结，高温时需加入少量高纯氮气以提高炉压，实际操作中，刚开始升温前真空度至少要达到6.67×10 -1 Pa。

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