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真空熱處理的作用

（1）真空的的保護(hù)作用

當(dāng)金屬材料在氧、水蒸氣和二氧化碳等氧化性氣體中加熱時(shí)，由于金屬對(duì)氧具有親和力而發(fā)生氧化反應(yīng)，使金屬表面產(chǎn)生氧化物，完全失去原有的金屬光澤。同時(shí)這些氣體還要與金屬中的碳發(fā)生反應(yīng)，使其表面脫碳。如果加熱爐中含有一氧化碳或甲烷氣體，還會(huì)使金屬表面增碳。對(duì)于化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷拟仭喴约半y熔金屬鎢、鉬、鉭、鈮等，在空氣中加熱，除了生成氧化物、氫化物、氮化物外，這些氣體還會(huì)向金屬內(nèi)部擴(kuò)散，使金屬的性能?chē)?yán)重惡化。氧化、脫碳、增碳、吸氣及腐蝕等過(guò)程，即使在鹽浴爐中加熱有時(shí)也難以避免。

真空熱處理是在負(fù)壓下的稀薄氣氛中進(jìn)行的熱處理，其加熱過(guò)程稱(chēng)真空加熱。這個(gè)過(guò)程需要維持的氣壓狀態(tài)即工作壓強(qiáng)或稱(chēng)工作真空度一般在100~10^-3Pa范圍內(nèi)。根據(jù)氣體分析，在此壓強(qiáng)下真空爐內(nèi)殘存的氣體，如水蒸氣、氧氣、二氧化碳及油脂等有機(jī)物蒸氣含量已經(jīng)非常之少，不足以使被處理的金屬材料產(chǎn)生氧化、脫碳、增碳等作用。在真空加熱時(shí)，由于氣氛中氧的分壓力低于被加熱金屬表面的氧化物分解壓力，氧化作用被抑制，所以被處理的金屬表面與原有表面光亮度比較可在很大程度上保持不變?？梢?jiàn)真空不但能對(duì)工件加熱起到保護(hù)作用，還能使金屬保持原有的光亮表面，故真空熱處理也屬于光亮熱處理范疇。

（2）表面凈化作用

在真空熱處理前，金屬表面上經(jīng)常會(huì)附著氧化物、氮化物、氫化物等物質(zhì)。在真空中加熱時(shí)，這些化合物被還原分解或揮發(fā)而消失，從而使金屬獲得光潔的表面。例如，在高速鋼或不銹鋼的表面上所形成的很薄的氧化膜，能夠通過(guò)加熱約1000℃以上的真空熱處理爐中清除掉。

金屬的氧化反應(yīng)和分解反應(yīng)是可逆的，反應(yīng)向哪個(gè)方向進(jìn)行，取決于爐中加熱氣氛中氧的分壓和氧化物分解壓之間的關(guān)系。氧的分壓是指爐內(nèi)氣氛總壓力中氧所占的壓力。氧的分解壓是指由于氧化物分解達(dá)到平衡后所產(chǎn)生的分壓。在給定的溫度下，如果氧的分壓小于氧化物的分解壓，則反應(yīng)向右進(jìn)行，結(jié)果氧化物分解。在高真空條件下，爐內(nèi)殘余氣體很少，氧的分壓很低低于氧化物的分解壓，故反應(yīng)向右進(jìn)行，產(chǎn)生的氧氣被泵抽出，因此氧化物被除掉，保持金屬的光亮度?？梢?jiàn)真空提供了氧化物分解的條件，使金屬表面得到凈化。應(yīng)該指出，有些氧化物不是經(jīng)過(guò)分解被凈化的，如FeO在真空中加熱時(shí)，可能氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸鈮狠^高的亞氧化物，這種亞氧化物在真空中加熱時(shí)直接升華為氣態(tài)氧化物，而從金屬表面消失。有些氧化物在真空中加熱時(shí)，能以上述兩種形式進(jìn)行揮發(fā)?？梢?jiàn)，凈化過(guò)程是比較復(fù)雜的。

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