改革開放以來(lái)，我國(guó)的熱處理技術(shù)有了很大的發(fā)展，現(xiàn)有熱處理生產(chǎn)廠點(diǎn)一萬(wàn)余家，職工15萬(wàn)人，專業(yè)科技人員約1000余人，熱處理加熱設(shè)備11萬(wàn)臺(tái)，年生產(chǎn)能力660萬(wàn)噸鋼件，年產(chǎn)值約50億元，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率約3萬(wàn)元/人*年。目前我國(guó)在熱處理的基礎(chǔ)理論研究和某些熱處理新工藝、新技術(shù)研究方面，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距不大，但在熱處理生產(chǎn)工藝水平和熱處理設(shè)備方面卻存在著較大的差距，還沒有完全扭轉(zhuǎn)熱處理生產(chǎn)工藝和熱處理設(shè)備落后、工件氧化脫碳嚴(yán)重、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低、能耗大、成本高、污染嚴(yán)重的局面。為促進(jìn)我國(guó)熱處理技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)全面了解熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀和水平，掌握其發(fā)展趨勢(shì)，大力發(fā)展先進(jìn)的熱處理新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無(wú)污染、低成本、專業(yè)化生產(chǎn)”，力爭(zhēng)到 2000年時(shí)達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家八十年代中期的水平。

1　大力發(fā)展多參數(shù)熱處理和復(fù)合熱處理工藝

傳統(tǒng)的熱處理，就主要控制的參數(shù)而言，多為常壓下的溫度時(shí)間兩個(gè)參數(shù)的熱處理；就工藝方式而言，多為單一的熱處理。這樣熱處理的效果也只能是單一化。為此，要大力發(fā)展多參數(shù)熱處理和復(fù)合熱處理工藝 ［1］ 。

1.1　多參數(shù)熱處理

(1) 真空熱處理：這是一種附加壓力的多參數(shù)熱處理。它具有無(wú)氧化、無(wú)脫碳、工件表面光亮、變形小、無(wú)污染、節(jié)能、自動(dòng)化程度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)發(fā)展最快的熱處理新技術(shù)之一，特別是在進(jìn)行材料表面改性方面獲得了很大的進(jìn)展，許多新近開發(fā)的先進(jìn)熱處理技術(shù)，如真空高壓氣淬、真空化學(xué)熱處理等，也需在真空下方能實(shí)施。采用真空熱處理技術(shù)可使結(jié)構(gòu)材料、工模具的質(zhì)量和使用壽命得到大幅度的提高，尤其適合于一些精密零件的熱處理。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，真空熱處理的比例已達(dá)到20%左右，而我國(guó)目前約有真空熱處理爐1200臺(tái)，占熱處理爐總數(shù)的1%左右，與國(guó)外的差距很大。預(yù)計(jì)今后隨著熱處理行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和對(duì)熱處理工件質(zhì)量要求的越來(lái)越高，真空熱處理將會(huì)有較大的發(fā)展。

熱處理是機(jī)械工業(yè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)技術(shù)，通常像軸、軸承、齒輪、連桿等重要的機(jī)械零件和工模具都是要經(jīng)過(guò)熱處理的，而且，只要選材合適，熱處理得當(dāng)，就能使機(jī)械零件和工模具的使用壽命成倍、甚至十幾倍的提高，實(shí)現(xiàn)“搞好熱處理，零件一頂幾”的目標(biāo)，收到事半功倍的效果。熱處理對(duì)于充分發(fā)揮金屬材料的性能潛力，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，節(jié)約材料，減少能耗，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益都具有十分重要的意義。

建國(guó)以來(lái)，我國(guó)的熱處理技術(shù)有了很大的發(fā)展，現(xiàn)有熱處理生產(chǎn)廠點(diǎn)一萬(wàn)余家，職工15萬(wàn)人，專業(yè)科技人員約1000余人，熱處理加熱設(shè)備11萬(wàn)臺(tái)，年生產(chǎn)能力660萬(wàn)噸鋼件，年產(chǎn)值約50億元，全員勞動(dòng)生產(chǎn)率約3萬(wàn)元/人*年。目前我國(guó)在熱處理的基礎(chǔ)理論研究和某些熱處理新工藝、新技術(shù)研究方面，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距不大，但在熱處理生產(chǎn)工藝水平和熱處理設(shè)備方面卻存在著較大的差距，還沒有完全扭轉(zhuǎn)熱處理生產(chǎn)工藝和熱處理設(shè)備落后、工件氧化脫碳嚴(yán)重、產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)效率低、能耗大、成本高、污染嚴(yán)重的局面。為促進(jìn)我國(guó)熱處理技術(shù)的發(fā)展，我們應(yīng)全面了解熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀和水平，掌握其發(fā)展趨勢(shì)，大力發(fā)展先進(jìn)的熱處理新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備，用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無(wú)污染、低成本、專業(yè)化生產(chǎn)”，力爭(zhēng)到 2000年時(shí)達(dá)到工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家八十年代中期的水平。

1　大力發(fā)展多參數(shù)熱處理和復(fù)合熱處理工藝

傳統(tǒng)的熱處理，就主要控制的參數(shù)而言，多為常壓下的溫度時(shí)間兩個(gè)參數(shù)的熱處理；就工藝方式而言，多為單一的熱處理。這樣熱處理的效果也只能是單一化。為此，要大力發(fā)展多參數(shù)熱處理和復(fù)合熱處理工藝 ［1］ 。

1.1　多參數(shù)熱處理

(1) 真空熱處理：這是一種附加壓力的多參數(shù)熱處理。它具有無(wú)氧化、無(wú)脫碳、工件表面光亮、變形小、無(wú)污染、節(jié)能、自動(dòng)化程度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)發(fā)展最快的熱處理新技術(shù)之一，特別是在進(jìn)行材料表面改性方面獲得了很大的進(jìn)展，許多新近開發(fā)的先進(jìn)熱處理技術(shù)，如真空高壓氣淬、真空化學(xué)熱處理等，也需在真空下方能實(shí)施。采用真空熱處理技術(shù)可使結(jié)構(gòu)材料、工模具的質(zhì)量和使用壽命得到大幅度的提高，尤其適合于一些精密零件的熱處理。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，真空熱處理的比例已達(dá)到20%左右，而我國(guó)目前約有真空熱處理爐1200臺(tái)，占熱處理爐總數(shù)的1%左右，與國(guó)外的差距很大。預(yù)計(jì)今后隨著熱處理行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和對(duì)熱處理工件質(zhì)量要求的越來(lái)越高，真空熱處理將會(huì)有較大的發(fā)展。

(2) 化學(xué)熱處理：這是一種附加成分的多參數(shù)熱處理。普通化學(xué)熱處理，如滲碳、碳氮共滲、碳氮硼共滲等，分別屬于附加單成分、雙成分和三成分的多參數(shù)熱處理。近年來(lái)，又發(fā)展了許多利用新技術(shù)的新型化學(xué)熱處理，如真空化學(xué)熱處理，流態(tài)床化學(xué)熱處理、離子滲金屬、離子注入、激光表面合金化等，均可提高工件的耐磨損及耐腐蝕等使用性能。稀土在化學(xué)熱處理中的應(yīng)用(即與稀土共滲)，能顯著提高滲速，縮短處理周期，并可提高滲層的耐磨性和耐腐蝕性，這是我國(guó)的一大特色。此外，固溶化學(xué)熱處理也是一個(gè)值得注意的動(dòng)向，內(nèi)蒙農(nóng)機(jī)研究所黃建洪等人開發(fā)了含氮馬氏體化處理(N*M處理)工藝，這是第一個(gè)以獲得固溶N的含氮馬氏體為目的的滲氮工藝，已成功地應(yīng)用于剪毛機(jī)刀片生產(chǎn) ［2］ 。

(3) 形變熱處理：這是一種附加應(yīng)力的多參數(shù)熱處理。采用壓力加工和熱處理相結(jié)合的工藝，把形變強(qiáng)化和相變強(qiáng)化結(jié)合起來(lái)，使材料達(dá)到成型與復(fù)合強(qiáng)化的雙重目的。形變熱處理能提高材料的綜合力學(xué)性能，并可以簡(jiǎn)化工序，利用余熱，節(jié)約能源及材料消耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。形變熱處理的應(yīng)用廣泛，從結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼到高速鋼都適用。目前工業(yè)上應(yīng)用最多的是鍛造余熱淬火和控制軋制。美國(guó)采用控制軋制來(lái)生產(chǎn)高硬度裝甲鋼板，可提高抗彈性能。我國(guó)兵器工業(yè)系統(tǒng)開展了火炮、炮彈零件熱模鍛余熱淬火、炮管旋轉(zhuǎn)精鍛形變熱處理、槍彈鋼芯斜軋余熱淬火等試驗(yàn)研究，取得了很好的效果。

1.2　復(fù)合熱處理

復(fù)合熱處理是將兩種或兩種以上的熱處理工藝復(fù)合，或?qū)崽幚砼c其它加工工藝復(fù)合，這樣就能得到參與組合的幾種工藝的綜合效果，使工件獲得優(yōu)良的性能，并節(jié)約能源，降低成本，提高生產(chǎn)效率。如滲氮與高頻淬火的復(fù)合、淬火與滲硫的復(fù)合、滲硼與粉末冶金燒結(jié)工藝的復(fù)合等。前述的鍛造余熱淬火和控制軋制也屬于復(fù)合熱處理，它們分別是鍛造與熱處理的復(fù)合、軋制與熱處理的復(fù)合。還有一些新的復(fù)合表面處理技術(shù)，如激光加熱與化學(xué)氣相沉積(CVD)、離子注入與物理氣相沉積(PVD)、物理化學(xué)氣相沉積(PCVD)等，均具有顯著的表面改性效果，在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用也日益增多。

需要指出的是，復(fù)合熱處理并不是幾種單一熱處理工藝的簡(jiǎn)單疊加，而是要根據(jù)工件使用性能的要求和每一種熱處理工藝的特點(diǎn)將它們有機(jī)地組合在一起，以達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短、相得益彰的目的。例如，由于各種熱處理工藝的處理溫度不同，就需要考慮參加組合的熱處理工藝的先后順序，避免后道工序?qū)η暗拦ば虻牡窒饔谩?

2　采用新的加熱源和新的加熱方式

2.1　新的加熱源

在新的加熱源中，以高能率熱源最為引人注目。高能率熱源主要有激光束、電子束、等離子體電弧等。高能率熱處理就是利用高能率熱源定向地對(duì)工件表面施加非常高的能量密度(10 3 ～10 8 w/cm 2 )，從而獲得很快的加熱速度(甚至能達(dá)到10 11 ℃/s)，這樣在極短的時(shí)間內(nèi)(1～10 -7 S)，將工件欲處理區(qū)的表層加熱到相變溫度以上或熔融狀態(tài)，使之發(fā)生物理和化學(xué)變化，然后依靠工件自身冷卻實(shí)現(xiàn)表面硬化或凝固，達(dá)到表面改性的目的。高能率熱處理在減小工件變形、獲得特殊組織性能和表面狀態(tài)方面具有很大的優(yōu)越性，可以提高工件表面的耐磨性、耐蝕性，延長(zhǎng)其使用壽命。高能率熱處理近年來(lái)發(fā)展很快，是金屬材料表面改性技術(shù)最活躍的領(lǐng)域之一，其中激光熱處理和離子注入表面改性技術(shù)在國(guó)外已進(jìn)入生產(chǎn)階段。我國(guó)一汽、二汽、西安內(nèi)燃機(jī)配件廠等單位，都已建立了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸套的激光表面淬火生產(chǎn)線，但由于高能率熱處理的設(shè)備費(fèi)用昂貴等原因，目前我國(guó)尚未大量應(yīng)用，但其發(fā)展前景廣闊，今后將會(huì)成為很有前途的熱處理工藝。

2.2　新的加熱方式

在熱處理時(shí)實(shí)現(xiàn)少無(wú)氧化加熱，是減少金屬氧化損耗、保證工件表面質(zhì)量的必備條件，而采用真空和可控氣氛則是實(shí)現(xiàn)少無(wú)氧化加熱的主要途徑。

在表面加熱方面，感應(yīng)加熱具有加熱速度快、工件表面氧化脫碳少、變形小、節(jié)能、公害小、生產(chǎn)率高、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)節(jié)能的表面加熱手段，主要用于工件的表面加熱淬火。高能率加熱具有加熱速度快、表面質(zhì)量好、變形小、能耗低、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，也是一種極為有效的表面加熱方式。在整體加熱方面，有真空加熱、高壓加熱、流態(tài)床加熱等方式。流態(tài)床加熱雖然能量密度不高，但加熱快且均勻、工件變形小、表面光潔、處理后不需清洗、工藝轉(zhuǎn)換容易、能提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能、公害小、成本低、并可以與化學(xué)熱處理相結(jié)合，是一種很好的加熱方式，特別適宜于多品種、小批量和周期性生產(chǎn)，可用來(lái)取代傳統(tǒng)的鹽浴熱處理，其發(fā)展前景令人矚目。

3　采用新的淬火介質(zhì)和改進(jìn)淬火方法

3.1　改進(jìn)原有的淬火介質(zhì)，采用新型淬火介質(zhì)

淬火介質(zhì)是實(shí)施淬火工藝過(guò)程的重要保證，對(duì)熱處理后工件的質(zhì)量影響很大。正確選擇和合理使用淬火介質(zhì)，可以減小工件變形，防止開裂，保證達(dá)到所要求的組織和性能。

在熱處理生產(chǎn)中，常用的淬火介質(zhì)有水、油、鹽類等，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如，水是應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)和冷卻能力很強(qiáng)的淬火介質(zhì)，但它在低溫區(qū)冷卻速度極快，易使工件變形和開裂；當(dāng)水溫超過(guò)40℃以上時(shí)，其冷卻速度急劇降低，又易使工件淬不透。又如用油淬火，雖然對(duì)減小工件變形和開裂很有利，但對(duì)淬透性較差或尺寸較大的工件淬不硬，且油易老化，對(duì)周圍環(huán)境的污染大，有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。為此，要對(duì)原有淬火介質(zhì)的性能進(jìn)行改進(jìn)，并積極開發(fā)應(yīng)用冷卻速度介于水和油之間、并可根據(jù)需要調(diào)整冷卻速度，同時(shí)又經(jīng)濟(jì)、安全、無(wú)污染的新型淬火介質(zhì)。

無(wú)機(jī)物水溶液淬火劑和有機(jī)聚合物淬火劑是新型淬火介質(zhì)的發(fā)展重點(diǎn)，特別是有機(jī)聚合物淬火劑的研究和應(yīng)用尤為引人注目，其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)毒、無(wú)煙、無(wú)臭、無(wú)腐蝕、不燃燒、抗老化、使用安全可靠、且冷卻性能好、冷卻速度可調(diào)、適用范圍廣、工件淬硬均勻、可明顯減少淬火變形和開裂傾向。從提高工件質(zhì)量、改善勞動(dòng)條件、避免火災(zāi)和節(jié)能的角度考慮，有機(jī)聚合物淬火劑有逐步取代淬火油的趨勢(shì)，是淬火介質(zhì)的主要發(fā)展方向，尤其是對(duì)于水淬開裂、變形大，油淬不硬的工件，采用有機(jī)聚合物淬火劑更是成功的選擇。目前，世界上應(yīng)用最多的是聚烷撐乙二醇(PAG類)淬火劑，它具有逆溶性，冷卻速度在鹽水和冷油之間，適用的淬火鋼種范圍廣，使用壽命長(zhǎng)。還有聚丙烯酸鹽(ACR類)淬火劑、聚氧化吡咯烷酮(PVP類)淬火劑和聚乙基惡唑啉(PEO類)淬火劑等，也獲得一定程度的應(yīng)用。

多年來(lái)，我國(guó)在淬火介質(zhì)的研究和應(yīng)用方面，做了大量的工作，取得了一定的成績(jī)，基本上滿足了熱處理生產(chǎn)的需要，但與國(guó)外的先進(jìn)水平相比差距很大，并落后于熱處理其它技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，是熱處理行業(yè)中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，今后應(yīng)當(dāng)給予重視和加強(qiáng)。

3.2　改進(jìn)老的淬火方法，采用新的淬火方法

為了使工件實(shí)現(xiàn)理想的冷卻，獲得最佳的淬火效果，除根據(jù)工件所用的材料、技術(shù)要求、服役條件等，來(lái)合理選用淬火介質(zhì)外，還需不斷改進(jìn)現(xiàn)有的淬火方法，并采用新的淬火方法。如采用高壓氣冷淬火法、強(qiáng)烈淬火法、流態(tài)床冷卻淬火法、水空氣混合劑冷卻法、沸騰水淬火法、熱油淬火法、深冷處理法等，均能改善淬火介質(zhì)的冷卻性能，使工件冷卻均勻，獲得很好的淬硬效果，有效地減少工件的變形和開裂。

4　研制開發(fā)各種新型熱處理設(shè)備

熱處理設(shè)備是實(shí)現(xiàn)熱處理工藝的基礎(chǔ)和保證，直接關(guān)系到熱處理技術(shù)水平的高低和工件質(zhì)量的好壞。我國(guó)熱處理設(shè)備的生產(chǎn)已有40年歷史，現(xiàn)已具備一定的規(guī)模和能力。最初是仿蘇四、五十年代的在空氣中加熱的電阻爐，并以箱式爐和井式爐為主。七十年代對(duì)主要爐種進(jìn)行了整頓，品種規(guī)格有所增加，性能有所改進(jìn)，系列化程度有所提高。八十年代又進(jìn)行了一次產(chǎn)品更新?lián)Q代，發(fā)展了第二代節(jié)能系列產(chǎn)品，能生產(chǎn)多用爐、真空爐、離子滲氮爐、流態(tài)粒子爐等新型爐種 ［3］。自改革開放以來(lái)，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的熱處理設(shè)備和中外合資合作生產(chǎn)，使我國(guó)熱處理設(shè)備的設(shè)計(jì)制造水平和生產(chǎn)能力有了很大的提高。我國(guó)現(xiàn)有電爐廠180多家，已形成年制造熱處理爐9000臺(tái)的能力。少無(wú)氧化熱處理技術(shù)可以改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率、降低成本，并可減少污染、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其普及程度已成為當(dāng)代熱處理技術(shù)水平的主要標(biāo)志，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家早在60年代就已基本淘汰了空氣加熱爐，實(shí)現(xiàn)了少無(wú)氧化熱處理，而我國(guó)目前生產(chǎn)用的熱處理設(shè)備大多還是箱式或井式電阻爐，90%以上系周期性作業(yè)，空氣加熱爐占熱處理爐總數(shù)的70%以上，而可控氣氛爐和真空熱處理爐的比例只有5%左右。這些落后的熱處理設(shè)備大都存在著爐溫均勻性差，工件氧化、脫碳嚴(yán)重，設(shè)備的可靠性較差，配套儀表、元器件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，工藝過(guò)程控制水平低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，熱效率低，能耗高等問(wèn)題。因此，要對(duì)落后的熱處理設(shè)備進(jìn)行更新改造，努力提高電阻爐爐溫的均勻性和其它工藝參數(shù)的控制精度，以保證和提高熱處理工件的質(zhì)量，并限期淘汰一批產(chǎn)品質(zhì)量差、能耗高、污染嚴(yán)重的落后設(shè)備。要大力發(fā)展感應(yīng)加熱和無(wú)氧化加熱技術(shù)，大幅度增加可控氣氛爐和真空熱處理爐的比例，逐步取代現(xiàn)有的箱式爐和井式爐，這是熱處理行業(yè)技術(shù)改造的重點(diǎn)之一。在我國(guó)現(xiàn)實(shí)情況下，應(yīng)大力開發(fā)和推廣應(yīng)用低真空多用爐，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，適應(yīng)企業(yè)小批量、多品種的生產(chǎn)需要，這可能是一條適合我國(guó)國(guó)情、發(fā)展新型高效熱處理設(shè)備的捷徑。其它新型熱處理設(shè)備，如離子熱處理爐、流態(tài)粒子爐、激光熱處理裝置、電子束熱處理裝置等，也應(yīng)積極開發(fā)應(yīng)用。

需要指出的是，熱處理設(shè)備的設(shè)計(jì)制造應(yīng)與熱處理工藝密切結(jié)合，熱處理設(shè)備要能滿足熱處理工藝的要求，提高熱處理的質(zhì)量；同時(shí)，要根據(jù)熱處理新工藝發(fā)展的需要，研制開發(fā)新型高效熱處理設(shè)備，用熱處理工藝來(lái)促進(jìn)熱處理設(shè)備的發(fā)展。要不斷提高我國(guó)熱處理設(shè)備的設(shè)計(jì)制造水平，增強(qiáng)自我開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新能力，這對(duì)提高熱處理爐的性能、節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率、降低工藝成本，是十分重要的。熱處理爐型要多品種、多規(guī)格，并盡可能采用相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，要有溫度均勻性指標(biāo) (對(duì)于可控氣氛爐還要有氣氛均勻性指標(biāo))，要提高國(guó)產(chǎn)元器件和檢測(cè)儀表的精確度和可靠性，加強(qiáng)產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)，從而提高熱處理行業(yè)的整體水平和經(jīng)濟(jì)效益。

5　加強(qiáng)新材料與熱處理工藝的緊密結(jié)合和相互促進(jìn)

5.1　低碳馬氏體及其應(yīng)用

低碳馬氏體是低碳低合金鋼經(jīng)強(qiáng)烈淬火急冷后得到的一種顯微組織結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的綜合機(jī)械性能以及良好的冷加工性和可焊性。近二十年來(lái)，我國(guó)開展了低碳馬氏體及其應(yīng)用研究工作，取得了很大的成績(jī)。例如，低碳馬氏體的強(qiáng)度比中碳調(diào)質(zhì)鋼高1/3以上，且綜合性能良好，用來(lái)代替某些中碳調(diào)質(zhì)鋼(如高強(qiáng)度螺栓等)，可使構(gòu)件重量成倍減輕；低碳馬氏體還具有很高的耐磨性能，可用來(lái)制造某些要求耐磨性好的零件(如拖拉機(jī)履帶板等)。總之，低碳馬氏體在石油、煤炭、鐵道、汽車、拖拉機(jī)等部門應(yīng)用廣泛，收到了提高性能、減輕重量、延長(zhǎng)使用壽命、簡(jiǎn)化工藝、節(jié)約能源、節(jié)約合金元素、降低成本等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

5.2　空冷貝氏體鋼

貝氏體鋼能夠空冷自硬，并將冶金熱加工工序與產(chǎn)品成型制造工序相連接，具有良好的強(qiáng)韌性配合、生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、污染少、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而引起廣泛的重視。至今國(guó)際上空冷貝氏體鋼系列有兩類：一類是以英國(guó)P.B.Pickering為首于50年代發(fā)明的Mo-B系貝氏體鋼，但因鉬的價(jià)格昂貴而使其發(fā)展受到限制；另一類是以我國(guó)清華大學(xué)方鴻生教授為首于70年代初期發(fā)明的Mn-B系貝氏體鋼，現(xiàn)己發(fā)展有低碳、中低碳、中碳、中高碳系列十多個(gè)鋼種，應(yīng)用到耐磨鋼球、襯板、齒板、沖擊錘、刮板、截齒、離心鑄管、汽車前軸、連桿、液壓支架等 ［4］，取得了很好的技術(shù)效果和顯著的經(jīng)濟(jì)效益，成為貝氏體鋼發(fā)展的重要方向。目前我國(guó)Mn-B系貝氏體鋼己達(dá)到年產(chǎn)15萬(wàn)噸的規(guī)模，在“九五”末期將達(dá)到70 萬(wàn)噸/年，占到全國(guó)特殊鋼產(chǎn)量的5%～10%。

5.3　無(wú)萊氏體高速鋼

大連鐵道學(xué)院戚正風(fēng)教授等研制成功無(wú)萊氏體高速鋼，其合金元素與一般高速鋼相同，碳含量則降低到鋼水凝固時(shí)不形成共晶碳化物(萊氏體)、而又能在淬火回火后整體具有足夠的強(qiáng)度、韌性與硬度的水平。這種鋼加工成刀具后，通過(guò)滲碳，使表層得到≥70HRC的高硬度和600℃4 次回火后仍能保持67HRC的紅硬性，同時(shí)得到55HRC高強(qiáng)韌性的心部，可使刀具使用壽命提高幾倍 ［5］ 。

5.4　奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵(A-B球鐵)

70年代我國(guó)與美國(guó)、芬蘭等國(guó)家同時(shí)研制成功A-B球鐵，并獲得了實(shí)際應(yīng)用，由于A-B球鐵既具有較高的強(qiáng)度和硬度，又具有良好的塑性和韌性，因而被廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的齒輪、連桿、軸類等結(jié)構(gòu)件以及礦山磨球、錘頭等耐磨零件。80年代以后，國(guó)內(nèi)外又從A-B球鐵化學(xué)成分與熱處理工藝兩個(gè)方面深入進(jìn)行研究。前者通過(guò)提高合金成份來(lái)得到鑄態(tài)A-B球鐵，以期取消成本高、工效低的等溫淬火工藝；后者則努力完善熱處理工藝，提高機(jī)械化和自動(dòng)化水平，以提高生產(chǎn)效率。

6　重視熱處理節(jié)能和環(huán)境保護(hù)

6.1　大幅度降低熱處理的能耗

熱處理是機(jī)械制造業(yè)中耗能最多的工藝之一，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，熱處理生產(chǎn)成本的25%～40%是能源成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的熱處理設(shè)備中，電爐約占90%，裝機(jī)總?cè)萘考s為600萬(wàn)Kw，熱處理的年用電量近90億Kw . h。由于我國(guó)的熱處理工藝和設(shè)備比較落后，能源利用率低，熱處理能耗水平為500～1000Kw . h/t，比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家多2～3倍，因此節(jié)能的潛力很大。熱處理節(jié)能的途徑主要有：(1)在熱處理工藝方面，改進(jìn)老工藝，推廣應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)能新工藝； (2)在熱處理設(shè)備方面，改造或淘汰耗能高的落后設(shè)備，發(fā)展新型高效節(jié)能的新設(shè)備；(3)在生產(chǎn)組織管理方面，合理組織熱處理的批量生產(chǎn)，力求集中和連續(xù)性生產(chǎn)，不斷提高熱處理的專業(yè)化生產(chǎn)水平。而搞好熱處理，努力提高熱處理質(zhì)量，延長(zhǎng)工件的使用壽命，則是最大的節(jié)能。

開發(fā)和推廣應(yīng)用非調(diào)質(zhì)鋼，是80年代熱處理節(jié)能技術(shù)的一項(xiàng)重大進(jìn)展。應(yīng)用非調(diào)質(zhì)鋼，不僅能顯著節(jié)能，而且減少了生產(chǎn)工序，節(jié)省了材料消耗，降低了成本，還可避免淬火時(shí)帶來(lái)的變形和開裂，提高了工件的質(zhì)量和使用壽命。目前，非調(diào)質(zhì)鋼多用于取代調(diào)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，今后的發(fā)展趨勢(shì)是用非調(diào)質(zhì)強(qiáng)韌鋼來(lái)取代調(diào)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，進(jìn)一步擴(kuò)大非調(diào)質(zhì)鋼的應(yīng)用范圍。

6.2　高度重視熱處理生產(chǎn)的環(huán)境保護(hù)

熱處理生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染很大，包括排出的廢氣、廢水、廢液、廢渣、粉塵、噪聲、電磁輻射等，且隨著生產(chǎn)的發(fā)展，其危害也日益嚴(yán)重。研究和采用無(wú)污染、無(wú)公害的熱處理技術(shù)，并對(duì)排放的有害物質(zhì)進(jìn)行有效控制和綜合治理，是消除熱處理污染的主要措施。

1989年聯(lián)合國(guó)環(huán)境署決定在全世界推行清潔生產(chǎn)技術(shù)。所謂清潔生產(chǎn)技術(shù)，就是通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品的綜合防治，減少?gòu)U棄物產(chǎn)生，最大限度地保護(hù)自然環(huán)境和利用自然資源，即選取清潔的原料，采用清潔的工藝，實(shí)現(xiàn)清潔的生產(chǎn)過(guò)程，制造出清潔的產(chǎn)品。日本東京金屬技術(shù)研究所金武典夫博士通過(guò)分析引起全球性的溫室效應(yīng)、空氣污染、酸雨等對(duì)環(huán)境造成的影響，提出了一種“節(jié)能-高效-環(huán)保型熱處理”的綜合體系，它包括了預(yù)處理、熱處理、后處理、技術(shù)保證體系和環(huán)境管理體系，而其關(guān)鍵是將高新技術(shù)應(yīng)用于熱處理生產(chǎn)中。我國(guó)已把環(huán)境保護(hù)作為一項(xiàng)基本國(guó)策，并從1992年開始推進(jìn)清潔生產(chǎn)技術(shù)。根據(jù)清潔生產(chǎn)技術(shù)的要求，我國(guó)現(xiàn)階段熱處理生產(chǎn)的主要控制目標(biāo)應(yīng)是少無(wú)污染、少無(wú)氧化和節(jié)能，并應(yīng)把真空熱處理和可控氣氛熱處理作為熱處理行業(yè)“九五”期間重點(diǎn)推廣應(yīng)用的清潔生產(chǎn)技術(shù) ［6］ 。 
7　熱處理生產(chǎn)的自動(dòng)化和專業(yè)化

7.1　計(jì)算機(jī)和機(jī)器人在熱處理中的應(yīng)用

電子計(jì)算機(jī)在熱處理中的應(yīng)用，包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助選材(CAMS)、熱處理事務(wù)辦公自動(dòng)化(OA)、熱處理數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng)等，它為熱處理工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程的自動(dòng)控制、質(zhì)量檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析等，提供了先進(jìn)的工具和手段。計(jì)算機(jī)在熱處理中的應(yīng)用，最初主要用于熱處理工藝程序和工藝參數(shù)(溫度、時(shí)間、氣氛、壓力、流量等)的控制，現(xiàn)在也用于熱處理設(shè)備、生產(chǎn)線和熱處理車間的自動(dòng)控制和生產(chǎn)管理，還有的用計(jì)算機(jī)進(jìn)行熱處理工藝、熱處理設(shè)備、熱處理車間設(shè)計(jì)中的各種計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)。在熱處理中引入計(jì)算機(jī)，可實(shí)現(xiàn)熱處理生產(chǎn)的自動(dòng)化，保證熱處理工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的再現(xiàn)性，并使熱處理設(shè)備向高效、低成本、柔性化和智能化的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)在熱處理中的應(yīng)用國(guó)外已十分普遍，例如，日本一家摩托車廠的熱處理車間，有連續(xù)式滲碳爐、周期式滲碳爐、連續(xù)軟氮化爐等共37臺(tái)設(shè)備，從開始送料，到最終產(chǎn)品檢驗(yàn)，全部由計(jì)算機(jī)控制，每班只需要三個(gè)人操作，一人在計(jì)算機(jī)室內(nèi)負(fù)責(zé)全部生產(chǎn)、技術(shù)和質(zhì)量管理，一人在現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查，一人負(fù)責(zé)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)，生產(chǎn)效率極高。我國(guó)在熱處理行業(yè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)還是近十多年的事情，目前國(guó)內(nèi)研制生產(chǎn)的熱處設(shè)備已越來(lái)越多地引入了微機(jī)控制，極大地提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率。在熱處理工藝過(guò)程的實(shí)時(shí)控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)學(xué)模型的開發(fā)應(yīng)用等方面，也取得了一定的成績(jī)。

機(jī)器人在熱處理中的應(yīng)用，可以有效地改善工人的勞動(dòng)條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。目前主要是用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)裝卸料。由于熱處理的生產(chǎn)環(huán)境差、勞動(dòng)強(qiáng)度較大，也由于熱處理生產(chǎn)向自動(dòng)化、集成化、柔性化的方向發(fā)展，因此，今后機(jī)器人在熱處理生產(chǎn)中的應(yīng)用將日趨增多。

7.2　熱處理生產(chǎn)的專業(yè)化

專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)的基本特征之一，也是促進(jìn)熱處理行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一種重要手段。目前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的熱處理專業(yè)化程度已達(dá)到80%以上，而且工業(yè)越是發(fā)達(dá)的國(guó)家，其專業(yè)化水平也越高，而我國(guó)只有20%左右。即使這些為數(shù)不多的熱處理專業(yè)廠，也由于組織管理不善，設(shè)備利用率較低，新技術(shù)、新工藝采用不多，熱處理標(biāo)準(zhǔn)貫徹執(zhí)行不夠，能耗較高，產(chǎn)品質(zhì)量較差。因此，今后要有目的、有重點(diǎn)地扶持一批有條件的熱處理廠和車間，使其成為熱處理專業(yè)廠和協(xié)作點(diǎn)。對(duì)熱處理專業(yè)廠要進(jìn)一步加強(qiáng)管理，積極采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化組織生產(chǎn)，形成技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和服務(wù)上的優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮專業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)越性。此外，熱處理工藝材料，如各種淬火介質(zhì)、滲劑、保護(hù)涂料、清洗劑、加熱鹽、保護(hù)氣氛和可控氣氛的氣源等，也要固定生產(chǎn)單位，進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn)，不斷提高質(zhì)量和擴(kuò)大品種，并盡可能實(shí)現(xiàn)規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。 
8　小結(jié)

(1) 我國(guó)的熱處理技術(shù)已得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，在熱處理的基礎(chǔ)理論和某些熱處理新工藝、新技術(shù)研究方面已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但在熱處理生產(chǎn)工藝和熱處理設(shè)備方面還存在較大的差距，主要表現(xiàn)在少無(wú)氧化熱處理應(yīng)用少、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、能耗大、污染嚴(yán)重、管理水平低、成本高。

(2) 目前在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)上大量應(yīng)用的還是常規(guī)熱處理工藝，今后仍將占有重要的地位和相當(dāng)大的比重，但正在日益改進(jìn)和不斷完善。要以少無(wú)氧化加熱、節(jié)能、無(wú)污染和微電子技術(shù)在熱處理中的應(yīng)用為重點(diǎn)，大力發(fā)展先進(jìn)的熱處理成套技術(shù)，利用現(xiàn)代高新技術(shù)對(duì)常規(guī)熱處理進(jìn)行技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)熱處理設(shè)備的更新?lián)Q代，全面提高熱處理的工藝水平、裝備水平、管理水平和產(chǎn)品水平，這對(duì)于改變我國(guó)熱處理技術(shù)的落后面貌，趕上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)水平，將起到積極的促進(jìn)作用。

(3)加強(qiáng)科研與生產(chǎn)的結(jié)合、材料研究與熱處理工藝的結(jié)合，進(jìn)一步挖掘材料的性能潛力，促進(jìn)新材料的發(fā)展，使熱處理實(shí)現(xiàn)“優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、降耗、無(wú)污染、低成本、專業(yè)化生產(chǎn)”，這是今后熱處理技術(shù)的重要發(fā)展方向。凡是符合這個(gè)方向的熱處理技術(shù)，就會(huì)有強(qiáng)大的生命力，獲得較快的發(fā)展，反之，則將被淘汰。例如，可控氣氛熱處理、真空熱處理、新型化學(xué)熱處理、離子熱處理、激光熱處理、流態(tài)化熱處理等，均能較好地符合上述方向，今后將獲得較快的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。而鹽浴熱處理由于耗能高、污染嚴(yán)重，今后將迅速減少，甚至被淘汰。

(4)雖然電子計(jì)算機(jī)和機(jī)器人在熱處理中的應(yīng)用較之在其它工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用起步較晚，但隨著熱處理自動(dòng)化程度的不斷提高，計(jì)算機(jī)和機(jī)器人的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛，這是熱處理行業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。熱處理專業(yè)廠和協(xié)作網(wǎng)點(diǎn)，是組織熱處理生產(chǎn)的一種好形式，也是促進(jìn)熱處理行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一種重要手段。因此，實(shí)現(xiàn)熱處理生產(chǎn)的自動(dòng)化和專業(yè)化，這也是熱處理行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。