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真空回火-不锈钢热处理
来源: | 作者:鼎言热处理 | 发布时间: 2019-11-17 | 1763 次浏览 | 分享到:
        (1)真空回火作用真空淬火后的零件有的采用低温井式炉、硝盐炉、油炉等进行低温或高温回火,这样则失去了真空淬火的优越性,因此部分零件为了将真空淬火后的优势(不氧化、不脱碳、表面光泽、无腐蚀污染等)保持下来,尤其是不再加工的多次高温回火的精密零件更是如此
        高速钢W6Mo5Cr4V2和SKH55钢制的中8mm×130mm的试样进行1210℃高温淬火与560℃三次真空高温回火后,与同工艺参数的盐浴淬火、回火的硬度水平相当,但真空回火后的静弯曲破断功(破断载荷与形变量乘积)却明显提高了,具体如表2-20所示。
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      对于批量生产的工件,在高温回火后对还需要进行磨削加工的高速钢而言,采用普通的回火方式对于产品质量无任何影响,此时可节省大量的高纯氮气,降低了热处理成本,对于只进行低温回火的产品,真空回火与常规回火在质量上无多少差别,从经济角度出发,应优先采用普通回火方式。

      进行真空回火操作时,需要将淬火后(油淬火)的工件清洗干净后均匀摆放在回火料架上,抽真空到1.3Pa后,再回充氮气至5.32×104~9.31×104Pa,在循环风扇驱动的气流中将工件加热至设定温度,经充分保温后进行强制冷却风冷。具体工艺曲线见图27,一种是在真空回火炉内或真空淬火炉充氮气进行回火,一种是在1.3Pa下进行回火,需要注意的是,要确保零件的回火充分,必须延长零件的回火时间(为空气炉的2~3倍)。
       在工模具进行二次、三次回火时,有时可与560~570℃的软氮化、离子渗氮工艺处理结合起来,可使工件表面形成几微米到十几微米的氮碳化合物层,赋予表面具有高的抗蚀能力、高的硬度和高的耐磨性,铝挤压模在真空淬火后进行软氮化回火,则比常规工艺淬火及小歌律

盐浴软氮化处理的寿命提高3倍。
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         (2)真空回火的光亮度真空淬火后工件在进行真空回火时,回火光亮度是一个主要的技术指标,而回火光亮度不稳定甚至低下,乃是真空回火技术研究的关键与重点,资料表明,钢在真空退火时,其真空度和加热温度对工件处理后的光亮度影响很大,真空回火处理的影响和趋势与真空退火大致相同
         传统的观点是真空热处理是一种中性气氛,美国金属学会和真空学会委员、 SoudertonVFS的总裁 William r. Jones对于这一现象进行了一项研究,具体试验结果如图2-8和图2-9所示。
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       图28表明真空炉在抽真空15min冷态时的残留气体光谱分析,从这幅典型的残留气体光谱可以看出,峰值14、峰值28是氮气,峰值32是氧气,然而更重要的峰是16、17和18,系水蒸气的表征,说明在工业电炉中,水蒸气在残留气体中始终占有支配地位。图29则表明在真空炉中连续抽空4h后的结果,真空压力从约10-2Pa范围降至10-4Pa范围,空气的残留气体光谱(RGA)大为降低,峰32氧气的光谱接近于消失,但水蒸气峰17和18仍然保持优势的比例较大,研究表明,这一状态从室温持续到约650℃,高于650℃水蒸气开始分解,出现链式反应,故认为在低于650℃范围,真空炉呈微氧化气氛(或微氧化状态),这一点得到了证明,也解释了从室温到650℃温度范围正好是真空回火处理的工作区域,在通常的真空回火后工件表面光亮度灰暗或不稳定的原因。
        根据以上的理论分析,结合真空热处理的实际,就对提高真空回火的光亮度采取如下措施

       ①提高工件的真空度。将真空回火的真空度从1~10Pa提高到1.3×102Pa,目的是减少真空炉中氧的含量,消除氧气对于工件氧化的影响
       ②充氮气中加入10%的氢气,使循环加热与冷却的气流的混合气体呈还原性气氛,使炉内的氧化性气氛与氢气中和,形成弱还原性气氛。
       ③减少真空炉隔热屏吸收与排放水汽的影响。隔热屏吸气、排气造成真空回火光亮度不高是长期困扰真空热处理技术人员的问题之一,可通过采用全金属隔热屏设计,或采用外层为石墨毡,里面4层为金属隔热屏结构,以排除耐火纤维隔热屏吸水性大的弊端。高
       ④快速冷却,使工件出炉温度低,提高回火光亮度
       ⑤提高温度的均匀性,有利于回火光亮度的一致。实践表明,采用以上措施后,真空回火后的工件的表面光亮度可达真空淬火后的90%
      (3)真空回火脆性与防止钢的回火目的是降低脆性、提高韧性,达到要求的力学性能,但对于某些钢而言在200350℃之间以及450~650℃之间出现两个低谷,在这两个范围内回火后虽然硬度有所下降,但冲击韧度并未升高,反而显著下降(见图2-10),分别称为第一类回火脆性与第二类回火脆性

      由于回火脆性的原因,使可供选择的回火温度受到了限制,给调整力学性能带来了一定的困难,经过近80年的研究,尽管关于回火脆性的形成机理尚未形成理论,目前几种说法并存,相互补充,但人们找到防止回火脆性的一些方法和若干措施。
      ①第一类回火脆性

      a.第一类回火脆性的产生原因钢在200~350℃进行回火出现的回火脆性称为第一类回火脆性又称低温回火脆性,对于出现回火脆性的钢再加热到更高温度回火,则可将脆性消除,使冲击韧度重新升高,此时若在200~350℃范围内回火则不再产生这种脆性。可见第类回火脆性是不可逆的。
       几乎所有的钢均存在第一类回火脆性,影响第一类回火脆性的因素主要是化学成分,可以将钢中的元素按其作用分为三类
       有害杂质元素。其中包括S、P、As、Sn、Sb、Cu、N、H、O等,钢中存在这些元素将导致出现第一类回火脆性的产生
       促进第一类回火脆性的元素。属于这一类的合金元素有Mn、Si、Cr、Ni、V、C等这些元素的存在促进了第一类回火脆性的发展,部分合金元素如Cr、Si等还能将回火脆性的温度提高
       减弱第一类回火脆性的元素。属于此类的合金元素有Mo、W、Ti、Al等,钢中含有这类元素时,第一类回火脆性被减弱。除了化学成分影响第一类回火脆性外,还与奥氏体晶粒的大小以及残余奥氏体数量的多少有关,奥氏体晶粒越细,则第一类回火脆性愈弱;残余奥氏体愈多则愈严重
       文献指出1,2,在淬火后约300℃回火时出现的脆性称为蓝脆如图2-10所示,一般而言,对于含有碳化物形成元素如铬的钢要避免在200~370℃之间进行回火
       b.防止第一类回火脆性的方法根据前面提到的影响第一类回火脆性的原因,应采取以下措施来减轻其回火脆性:游

       降低钢中杂质元素的含量;用A1脱氧或加入Nb、V、Ti等元素细化奥氏体晶粒;加入Mo、W等减轻第一类回火脆性的合金元素;加入Cr、Si以调整第一类回火脆性的温度范围,使之避开所需的回火温度;采用等温淬火代替淬火+高温回火等。
       ②第二类回火脆性

       a.第二类回火脆性产生原因钢在450~650℃范围回火后出现的脆性称为第二类回火脆性也称为髙温回火脆性,第二类回火脆性使室温冲击韧度显著下降,出现第二类回火脆性的材料与中碳合金钢、部分耐热钢等有关,尤其是大截面用钢有关第二类回火脆性的重要特征之一是除了在450~650之间回火会引起脆性外,在较高温度回火后缓慢冷却通过450~650℃的脆性发展区也会引起脆化,即所谓的缓冷脆化。如高温回火后快冷通过脆性发展区则不会引起脆化,见图2-11
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       第二类回火脆性的重要特征之二是在脆化后(包括缓冷脆化及部分等温脆化),如再加热到650℃以上,然后快冷至室温,则可消除脆化。在脆性消除后还可再次发生脆化(包括缓冷脆化及部分等温脆化),这表明第二类回火脆性是可逆转的,故称为可逆回火脆性。组织因素,下面分别介绍
       影响第二类回火脆性的因素有化学成分、热处理工艺参数和如下
       化学成分的影响。按作用的不同可将存在于钢中的元素分为三类:杂质元素的影响,属于该类的元素有P、Sn、Sb、As、B、S等,第二类回火脆性是由这些杂质元素引起的。但当钢中不含有Ni、Cr、Mn、Si等合金元素时,杂质元素的存在不会引起第二类回火脆性,文献指出“真空预可控气氛热处理”杂质元素的作用与钢种的成分有关。促进第二类回火脆Si、C等,这类元素单独存在也
性的合金元素的影响,属于这一类的元素有N、Cr、Mn不会引起第二类回火脆性,必须与杂质元素同时存在时才会引起第二类回火脆性,当杂质元素含量一定,这类元素的含量愈高,脆化愈严重。扼制第二类回火脆性的元素,属于这类的元素有Mo、W、V、Ti等,这些元素的加入量有一最佳值,另外稀土元素La、Nb、Pr等也能扼制第二类回火脆性
       热处理工艺参数的影响。在450~650℃温度范围内回火时,引起第二类回火脆性的脆化程度与回火温度及时间密切相关。缓冷脆化不仅与回火温度与时间有关,更主要的是与回火后的冷却速度有关,冷速的影响同样也反应了脆化过程的扩散过程,这里不再赘述。
       组织因素的影响。与第一类回火脆性不同,不论钢具有何种原始组织均有第二类回火脆性,但以马氏体的回火脆性最严重,贝氏体次之,珠光体最轻。这表明第二类回火脆性主要不是由于马氏体的分解及残余奥氏体的转变引起的。第二类回火脆性还与奥氏体的晶粒度有关,奥氏体晶粒度愈细则回火脆性愈低

      b.防止第二类回火脆性的方法从以上分析所述,防止第二类回火脆性的方法如下降低钢中的杂质元素的含量;加入能细化奥氏体晶粒的元素如Nb、V、Ti等以细化奥氏体晶粒,以增加晶界面积,降低单位面积杂质元素偏聚量;加入适量的能扼制第二类回火脆性的合金元素如Mo、W等;避免在450~650℃范围内回火,在650℃以上回火后快冷;釆用亚温淬火及锻造余热淬火等工艺来减轻或扼制第二类回火脆性
      (4)真空度的选择要求与气压调节大多数金属的加热是在500~1350℃、133×10-1.33×10-5Pa的条件下进行的,确定真空加热的真空度时,必须综合考虑表面光亮度,除气、脱碳和合金元素蒸发等效果。表面光亮度与加热温度、冷却方式和介质以及真空度有关。真空度与钢的表面光亮度的对应关系大致如下:真空度为133×10-4Pa时,被加热工件的表面光亮度可达85%;真空度为133×10-3Pa时,光亮度略有下降;真空度在133Pa时,表面生产薄氧化膜,光亮度降至51.3%;真空度为133×100~133×200Pa时,氧化膜增厚,光亮度为22.8%。在133×10-3Pa下进行加热,相当于在百万分之一以上纯度的惰性气氛中加热的保护效果。一般黑色金属在此真空度下加热就不会氧化。合金工具钢、结构钢、轴承钢等在900℃以下温度加热时,133×10-2-133×10-3Pa以上的真空度时足够的对于含有Cr、Mn、Si等的合金钢或需在1000℃以上温度加热的钢种,应回充氮气的方法将气压控制在133×10-1Pa以下。不锈钢析出硬化型合金、铁镍基合金、钴基合金等,也需要在中等真空度下加热淬火。要求较高的光亮度时,需要在133×103~1.33×10-4Pa下加热。钛合金等只是为了排除所吸收的气体时,才采用1.33×10-4Pa以上的真空度。铜与铜合金在1.33×10-1Pa加热,其光亮度就已经符合要求了。
       平需要纠正的观点是,在尽可能高的真空度下加热金属,并不一定取得良好的技术经济效果,这是因获得高真空而消耗较多的时间和动力,同时还因为合金钢的某些合金元素在高真空下产生选择性挥发,从而加剧了工件光亮度的下降,表面变得粗糙。对于细小精密、比表面积大的工件而言,表面成分的变化必然导致性能的恶化,表221为几种钢预热、淬火加热及回火真空度的选择,供参考。
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          注:1.高速钢升温至淬火加热温度前,向炉内回充高纯度惰性气体,使真空控制在133Pa,为防止晶粒粗大,淬火温度比正常温度低10~20℃,工件厚度小于40m可用气体淬火。回火时应向炉内回充g(N2)90%÷g(H2)10%的混合气体
              2.高速钢淬火从高温冷至1000℃左右时,炽热工件使淬火油分解,生成碳原子随即被工件吸收而产生渗碳作用,在该温度时间越长,白层(渗碳层)越深。故高速钢真空淬火白层就是由稳定的奥氏体、少量马氏体和MC型碳化物组成。如工艺允许可预冷到1000℃以上淬油
              3.弹簧钢、轴承钢为防止Cr、Mn挥发,需严控真空度
              4.铬、镍奥氏体不锈钢在加热通入纯氮时,发现表面渗氮,使塑性下降,故不锈钢薄板和钢带在真空热处理时用高纯度氩气来进行分压和冷却

        为了克服高速钢与高合金钢在高温下的元素的蒸发,在实际加热过程中采用“充气法”即以中性或惰性的气体(氩气、氮气、或氮气十氨气等),按一定的量充入1000℃以上的炉室内并使其保持压强13~266Pa或稍高。一般真空炉的加热室是以压强为133×10-313×10-2Pa的真空状态作为设计依据的,在高温高真空下,由于没有气流扰乱温度场,因此在有效加热区只有极小的温差,在133×10-5~1Pa范围内,温差为±5℃,气压上升时,温度均匀性将显著下降,因此,充气压力应尽可能低,即充气压力一方面使金属元素不蒸发,另一方面又可保持小的温差。
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第二类回火脆性的重要特征之二是在脆化后(包括缓冷脆化及部分等温脆化),如再加热到650℃以上,然后快冷至室温,则可消除脆化。在脆性消除后还可再次发生脆化(包括缓冷脆化及部分等温脆化),这表明第二类回火脆性是可逆转的,故称为可逆回火脆性。组织因素,下面分别介绍
影响第二类回火脆性的因素有化学成分、热处理工艺参数和如下
化学成分的影响。按作用的不同可将存在于钢中的元素分为三类:杂质元素的影响,属于该类的元素有P、Sn、Sb、As、B、S等,第二类回火脆性是由这些杂质元素引起的。但当钢中不含有Ni、Cr、Mn、Si等合金元素时,杂质元素的存在不会引起第二类回火脆性,文献指出“真空预可控气氛热处理”杂质元素的作用与钢种的成分有关。促进第二类回火脆Si、C等,这类元素单独存在也
性的合金元素的影响,属于这一类的元素有N、Cr、Mn不会引起第二类回火脆性,必须与杂质元素同时存在时才会引起第二类回火脆性,当杂质元素含量一定,这类元素的含量愈高,脆化愈严重。扼制第二类回火脆性的元素,属于这类的元素有Mo、W、V、Ti等,这些元素的加入量有一最佳值,另外稀土元素La、Nb、Pr等也能扼制第二类回火脆性
热处理工艺参数的影响。在450~650℃温度范围内回火时,引起第二类回火脆性的脆化程度与回火温度及时间密切相关。缓冷脆化不仅与回火温度与时间有关,更主要的是与回火后的冷却速度有关,冷速的影响同样也反应了脆化过程的扩散过程,这里不再赘述。组织因素的影响。与第一类回火脆性不同,不论钢具有何种原始组织均有第二类回火脆性,但以马氏体的回火脆性最严重,贝氏体次之,珠光体最轻。这表明第二类回火脆性主要不是由于马氏体的分解及残余奥氏体的转变引起的。第二类回火脆性还与奥氏体的晶粒度有关,奥氏体晶粒度愈细则回火脆性愈低
b.防止第二类回火脆性的方法从以上分析所述,防止第二类回火脆性的方法如下降低钢中的杂质元素的含量;加入能细化奥氏体晶粒的元素如Nb、V、Ti等以细化奥氏体晶粒,以增加晶界面积,降低单位面积杂质元素偏聚量;加入适量的能扼制第二类回火脆性的合金元素如Mo、W等;避免在450~650℃范围内回火,在650℃以上回火后快冷;釆用亚温淬火及锻造余热淬火等工艺来减轻或扼制第二类回火脆性(4)真空度的选择要求与气压调节大多数金属的加热是在500~1350℃、133×101.33×10-5Pa的条件下进行的,确定真空加热的真空度时,必须综合考虑表面光亮度,除气、脱碳和合金元素蒸发等效果。表面光亮度与加热温度、冷却方式和介质以及真空度有关。真空度与钢的表面光亮度的对应关系大致如下:真空度为133×10-4Pa时,被加热工件的表面光亮度可达85%;真空度为133×10-3Pa时,光亮度略有下降;真空度在133Pa时,表面生产薄氧化膜,光亮度降至51.3%;真空度为133×100~133×200Pa时,氧化膜增厚,光亮度为22.8%。在133×10-3Pa下进行加热,相当于在百万分之一以上纯度的惰性气氛中加热的保护效果。一般黑色金属在此真空度下加热就不会氧化。合金工具钢、结构钢、轴承钢等在900℃以下温度加热时,133×10-2-133×103Pa以上的真空度时足够的对于含有Cr、Mn、Si等的合金钢或需在1000℃以上温度加热的钢种,应回充氮气的方法将气压控制在133×10-1Pa以下。不锈钢析出硬化型合金、铁镍基合金、钴基合金等,也需要在中等真空度下加热淬火。要求较高的光亮度时,需要在133×103~1.33×10-4Pa下加热。钛合金等只是为了排除所吸收的气体时,才采用1.33×10-4Pa以上的真空度。铜与铜合金在1.33×10-Pa加热,其光亮度就已经符合要求了。平需要纠正的观点是,在尽可能高的真空度下加热金属,并不一定取得良好的技术经济效果,这是因获得高真空而消耗较多的时间和动力,同时还因为合金钢的某些合金元素在高真空下产生选择性挥发,从而加剧了工件光亮度的下降,表面变得粗糙。对于细小精密、比表面积大的工件而言,表面成分的变化必然导致性能的恶化,表221为几种钢预热、淬火加热及回火真空度的选择,供参考。
注:1.高速钢升温至淬火加热温度前,向炉内回充高纯度惰性气体,使真空控制在133Pa,为防止晶粒粗大,淬火温度比正常温度低10~20℃,工件厚度小于40m可用气体淬火。回火时应向炉内回充g(N2)90%÷g(H2)10%的混合气体2.高速钢淬火从高温冷至1000℃左右时,炽热工件使淬火油分解,生成碳原子随即被工件吸收而产生渗碳作用,在该温度时间越长,白层(渗碳层)越深。故高速钢真空淬火白层就是由稳定的奥氏体、少量马氏体和MC型碳化物组成。如工艺允许可预冷到1000℃以上淬油3.弹簧钢、轴承钢为防止Cr、Mn挥发,需严控真空度4.铬、镍奥氏体不锈钢在加热通入纯氮时,发现表面渗氮,使塑性下降,故不锈钢薄板和钢带在真空热处理时用高纯度氩气来进行分压和冷却
为了克服高速钢与高合金钢在高温下的元素的蒸发,在实际加热过程中采用“充气法”即以中性或惰性的气体(氩气、氮气、或氮气十氨气等),按一定的量充入1000℃以上的炉室内并使其保持压强13~266Pa或稍高。一般真空炉的加热室是以压强为133×10-313×10-2Pa的真空状态作为设计依据的,在高温高真空下,由于没有气流扰乱温度场,因此在有效加热区只有极小的温差,在133×10-5~1Pa范围内,温差为±5℃,气压上升时,温度均匀性将显著下降,因此,充气压力应尽可能低,即充气压力一方面使金属元素不蒸发,另一方面又可保持小的温差。


第二类回火脆性的重要特征之二是在脆化后(包括缓冷脆化及部分等温脆化),如再加热到650℃以上,然后快冷至室温,则可消除脆化。在脆性消除后还可再次发生脆化(包括缓冷脆化及部分等温脆化),这表明第二类回火脆性是可逆转的,故称为可逆回火脆性。组织因素,下面分别介绍
影响第二类回火脆性的因素有化学成分、热处理工艺参数和如下
化学成分的影响。按作用的不同可将存在于钢中的元素分为三类:杂质元素的影响,属于该类的元素有P、Sn、Sb、As、B、S等,第二类回火脆性是由这些杂质元素引起的。但当钢中不含有Ni、Cr、Mn、Si等合金元素时,杂质元素的存在不会引起第二类回火脆性,文献指出“真空预可控气氛热处理”杂质元素的作用与钢种的成分有关。促进第二类回火脆Si、C等,这类元素单独存在也
性的合金元素的影响,属于这一类的元素有N、Cr、Mn不会引起第二类回火脆性,必须与杂质元素同时存在时才会引起第二类回火脆性,当杂质元素含量一定,这类元素的含量愈高,脆化愈严重。扼制第二类回火脆性的元素,属于这类的元素有Mo、W、V、Ti等,这些元素的加入量有一最佳值,另外稀土元素La、Nb、Pr等也能扼制第二类回火脆性
热处理工艺参数的影响。在450~650℃温度范围内回火时,引起第二类回火脆性的脆化程度与回火温度及时间密切相关。缓冷脆化不仅与回火温度与时间有关,更主要的是与回火后的冷却速度有关,冷速的影响同样也反应了脆化过程的扩散过程,这里不再赘述。组织因素的影响。与第一类回火脆性不同,不论钢具有何种原始组织均有第二类回火脆性,但以马氏体的回火脆性最严重,贝氏体次之,珠光体最轻。这表明第二类回火脆性主要不是由于马氏体的分解及残余奥氏体的转变引起的。第二类回火脆性还与奥氏体的晶粒度有关,奥氏体晶粒度愈细则回火脆性愈低
b.防止第二类回火脆性的方法从以上分析所述,防止第二类回火脆性的方法如下降低钢中的杂质元素的含量;加入能细化奥氏体晶粒的元素如Nb、V、Ti等以细化奥氏体晶粒,以增加晶界面积,降低单位面积杂质元素偏聚量;加入适量的能扼制第二类回火脆性的合金元素如Mo、W等;避免在450~650℃范围内回火,在650℃以上回火后快冷;釆用亚温淬火及锻造余热淬火等工艺来减轻或扼制第二类回火脆性(4)真空度的选择要求与气压调节大多数金属的加热是在500~1350℃、133×101.33×10-5Pa的条件下进行的,确定真空加热的真空度时,必须综合考虑表面光亮度,除气、脱碳和合金元素蒸发等效果。表面光亮度与加热温度、冷却方式和介质以及真空度有关。真空度与钢的表面光亮度的对应关系大致如下:真空度为133×10-4Pa时,被加热工件的表面光亮度可达85%;真空度为133×10-3Pa时,光亮度略有下降;真空度在133Pa时,表面生产薄氧化膜,光亮度降至51.3%;真空度为133×100~133×200Pa时,氧化膜增厚,光亮度为22.8%。在133×10-3Pa下进行加热,相当于在百万分之一以上纯度的惰性气氛中加热的保护效果。一般黑色金属在此真空度下加热就不会氧化。合金工具钢、结构钢、轴承钢等在900℃以下温度加热时,133×10-2-133×103Pa以上的真空度时足够的对于含有Cr、Mn、Si等的合金钢或需在1000℃以上温度加热的钢种,应回充氮气的方法将气压控制在133×10-1Pa以下。不锈钢析出硬化型合金、铁镍基合金、钴基合金等,也需要在中等真空度下加热淬火。要求较高的光亮度时,需要在133×103~1.33×10-4Pa下加热。钛合金等只是为了排除所吸收的气体时,才采用1.33×10-4Pa以上的真空度。铜与铜合金在1.33×10-Pa加热,其光亮度就已经符合要求了。平需要纠正的观点是,在尽可能高的真空度下加热金属,并不一定取得良好的技术经济效果,这是因获得高真空而消耗较多的时间和动力,同时还因为合金钢的某些合金元素在高真空下产生选择性挥发,从而加剧了工件光亮度的下降,表面变得粗糙。对于细小精密、比表面积大的工件而言,表面成分的变化必然导致性能的恶化,表221为几种钢预热、淬火加热及回火真空度的选择,供参考。
注:1.高速钢升温至淬火加热温度前,向炉内回充高纯度惰性气体,使真空控制在133Pa,为防止晶粒粗大,淬火温度比正常温度低10~20℃,工件厚度小于40m可用气体淬火。回火时应向炉内回充g(N2)90%÷g(H2)10%的混合气体2.高速钢淬火从高温冷至1000℃左右时,炽热工件使淬火油分解,生成碳原子随即被工件吸收而产生渗碳作用,在该温度时间越长,白层(渗碳层)越深。故高速钢真空淬火白层就是由稳定的奥氏体、少量马氏体和MC型碳化物组成。如工艺允许可预冷到1000℃以上淬油3.弹簧钢、轴承钢为防止Cr、Mn挥发,需严控真空度4.铬、镍奥氏体不锈钢在加热通入纯氮时,发现表面渗氮,使塑性下降,故不锈钢薄板和钢带在真空热处理时用高纯度氩气来进行分压和冷却
为了克服高速钢与高合金钢在高温下的元素的蒸发,在实际加热过程中采用“充气法”即以中性或惰性的气体(氩气、氮气、或氮气十氨气等),按一定的量充入1000℃以上的炉室内并使其保持压强13~266Pa或稍高。一般真空炉的加热室是以压强为133×10-313×10-2Pa的真空状态作为设计依据的,在高温高真空下,由于没有气流扰乱温度场,因此在有效加热区只有极小的温差,在133×10-5~1Pa范围内,温差为±5℃,气压上升时,温度均匀性将显著下降,因此,充气压力应尽可能低,即充气压力一方面使金属元素不蒸发,另一方面又可保持小的温差。

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