真空熱處理加熱:真空退火是最早在工業上得到應用的真空熱處理工藝，對金屬材料及工件進行真空退火除了要達到改變晶體結構、細化組織、消除應力、軟化材料等工藝目的以外，還為了發揮真空加熱可防止氧化脫碳、除氣脫脂、使氧化物蒸發，以提高表麵光亮度和力學性能的作用，例如，在超高真空1.33×10-6～1.33×10-8 Pa中加熱難熔金屬使其表麵氧化物產生蒸發、除氣及提高塑性的有效方法、真空退火在工業中的應用;

　　可歸納為：活性與難熔金屬的退火與除氣;電工鋼及電磁合金、不鏽鋼及耐熱合金、銅及其合金以及鋼鐵材料的退火等。

　　真空熱處理加熱

　　(1)鋼在真空中和其他介質中加熱速度比較。

　　GCr15鋼℃φ50mm×100mm試件在真空、鹽浴和空氣爐中加熱的試驗結果示於圖1。

　　圖1 GCr15鋼50mm×100mm試樣在不同介質中的加熱速度

　　l-鹽浴中加熱;2-空氣爐中加熱，3-真空中加熱

　　由圖可以看出，試樣心部加熱到850℃所需的時間：鹽浴爐為8min，空氣爐為35min，真空爐則需要50min。真空加熱時采取室溫裝爐方式，而鹽浴爐和空氣爐中加熱是高溫裝爐。

　　(2)工件在真空加熱過程中表麵和心部的溫差變化。

　　采用GCr15鋼和W18Cr4V鋼φ50mm×100mm試件。軸承鋼試件采取兩種加熱方式;一種是從室溫直接加熱到850℃，另一種是經600℃預熱後再加熱到850℃，高速鋼試件經850℃預熱，然後再繼續加熱到1280℃。

　　圖2所示為GCr15鋼φ50mm×100mm試樣從室溫直接加熱到850℃時的表麵和心部升溫曲線，經600℃預熱後再加熱到850℃的升溫曲線見圖3。

　　從圖中可知，在真空緩慢加熱的條件下，試樣表麵和心部的溫差最大不超過60℃，而經600℃預熱到850℃的最大溫差不超過25℃，因此，可以認為，對於一般合金鋼，當工件有效厚度在50～60mm以下時，分段預熱的必要性不大。

　　圖2 GCr15鋼φ50mm×100mm試樣850℃加熱時的表麵和心部升溫曲線

　　1-爐溫，2-表麵溫度：3-心部溫度

　　圖3 GCr15鋼φ50mm×100mm試樣在真空中經600℃預熱後加熱到850℃的表麵和心部升溫曲線

　　1-爐溫，2-表麵溫度，3-心部溫度

　　圖2-43所示為W18Cr4V高速鋼450mm X lOOmm試樣經850℃預熱，然後加熱到1280℃的升溫曲線。在850～1280℃的加熱過程中，工件表麵和心部的最大溫差也隻有50～60℃。

　　因此高速鋼在真空中加熱於850℃預熱對於減少熱應力，避免變形和開裂是很理想的。在裝爐量不是很大，工件尺寸比較小的情況;下，甚至可以取消850℃一段的預熱，也不會導致工件變形開裂傾向的增大。

　　圖4 W18Cr4V高速鋼φ50mm×100mm試樣經850℃預熱再加熱到1280℃過程中表麵和心部的升溫曲線

　　1-爐溫，2-表麵溫度，3-心部溫度

　　(3)不同尺寸工件的透燒加熱時間。為了確定GCr15鋼和W18Cr4V鋼不同尺寸工件在真空中加熱時的加熱係數，用不同直徑試樣進行加熱試驗。

　　軸承鋼試樣采取了兩種加熱方式：一種是從室溫直接加熱耳到850℃;另一種是經600℃預熱局虧再加熱到850℃，高速鋼工件都經過850℃預熱，然後再繼續加熱到1280℃。

　　不同直徑的GCr15鋼試樣在真空下的加熱時間見圖5。從圖5可以看出，GCr15鋼φ18～φ78mm的試件，在850℃加熱時的加熱係數可以選取1.0～1.5min/mm。

　　圖6所示為不同直徑的W18Cr4V高速鋼試樣的加熱時間。從圖6中可知，直徑在φ25～φ90mm範圍內的高速鋼工件，850～1280℃加熱係數可在0.45～0.52min/mm範圍內選擇。

　　圖5 不同直徑的GCr15鋼試樣的加熱時間

　　1-600℃預熱時的加熱時間：2-從室溫直接加熱到850℃的加熱時間

　　3-經600℃預熱，然後繼續加熱到850℃時的加熱時間

　　圖6 不同直徑的高速鋼試樣的加熱時間

　　1-850℃預熱時的加熱時間;

　　2-從850～1280℃時的加熱時間

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