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利用金屬在真空狀態下的變相特點，在與大氣壓只差0.1MPa范圍內的真空下，固態相變熱力學、動力學不產生什么變化。在制訂真空熱處理工藝規程時，完全可以依據在常壓下固態相變的原理，完全可以參考常壓下各種類型組織轉變的數據。同時，在真空脫氣作用下，可以提高金屬材料的物理性能和力學性能，在真空狀態下加熱，金屬工件表面元素會發生蒸發現象。金屬實現無氧化加熱所需的真空度，表面凈化作用，實現少無氧化和少無脫。


熱處理淬火油需要具備上述冷卻性能，在臨界區域溫度零件冷卻速度快，在危險區域溫度零件冷卻速度要慢下來。圖4為好富頓MT355淬火油在不同油溫下的冷卻特性曲線，顯示了試樣冷卻時間，冷卻速度與溫度的關系，表示淬火油在不同溫度時的冷卻能力。雙液淬火先在水中淬火然后轉到油中冷卻的道理即是如此。單液淬火即要求冷卻介質具備這樣的冷卻特性：臨界區域溫度時冷卻速度快，危險區域溫度時冷卻速度要慢下來。淬火油的選擇原則之二：高溫時快冷低溫時慢冷，兼顧硬度與變形的要求。

“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強度和韌性，把淬火和高溫回火結合起來的工藝，稱為調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間，以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。

把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行，使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件表面光潔，提高工件的性能，還可以通入滲劑進行化學熱處理。

高溫滲碳。滲碳作為一種常見的金屬表面處理工藝，將被處理件植入到具有活性滲碳的介質中，并在一定的加熱溫度內保持足夠時間，在不破壞加工件心部原有成分結構的基礎上，促進滲碳介質析出活性碳原子，使之滲入到鋼件表層以獲取表層高碳，從而提升產品的硬度和耐磨度。綜合來講，與其他化學熱處理無異，高溫滲碳亦是通過分解、吸附以及擴散三個流程實現機理作用。科學研究表明，鋼件的分子構成比較特殊，碳在其中的擴散速度與溫度息息相關。具體而言，溫度每提升 50℃，鋼件的滲碳速度可增長近一倍之多，合理的溫度控制，在保證滲碳效果的同時，還可有效縮短高溫滲碳工藝時間，是企業提升產能、降低成本的重要方式。需要客觀指出的是，滲碳溫度也需控制在一個合理范圍內，過高可能會加速設備老化，同時還應保持足夠的熱處理時間。