热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。根据加热、冷却方式的不同及组织、性能变化特点的不同，热处理可以分为下列几类：普通热处理、表面热处理及其它热处理。本人总结了九大热处理技术，其中有常见的、先进的、环保的

先说热处理的发展历史：

公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制３０００把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和水的冷却能力。

中国出土的西汉（公元前２０６——公元２４）中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为０。１５——０。４％，而表面含碳量却达０。６％以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。１８６３年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。

与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。１８５０——１８８０年，对于应用各种气体（诸如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利。１８８９——１８９０年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是１９０１——１９２５年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；３０年代出现露点电位差计，使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；６０年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺 ；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

热处理的几种方式：

1. 表面淬火

表面淬火是指被处理工件在表面有限深度范围内加热至相变点以上，然后迅速冷却，在工件表面一定深度范围内达到淬火目的的热处理工艺。对于钢铁材料而言，表面淬火是指用特殊的加热方式将钢表面快速加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上，随后快速冷却，使钢铁表层发生马氏体相变，生成硬化层。根据加热方法不同，表面淬火可分为感应加热（高频、中频、工频）表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束表面淬火等。工业上应用最多的为感应加热和火焰加热表面淬火。

2. 化学热处理

化学热处理是利用化学反应、有时兼用物理方法，改变钢件表层化学成分及组织结构的金属热处理工艺。经化学热处理后的钢件，实质上可以认为是一种特殊复合材料，主要目的是提高零件耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性与抗高温氧化性。化学热处理主要有渗碳、渗氮、渗硼、渗硫、渗铝、渗铬、渗硅、碳氮共渗、氧氮化、硫氰共渗和碳、氮、硫、氧、硼五元共渗，及碳（氮）化钛覆盖等。

渗氮 热处理

3. 接触电阻加热淬火

接触电阻加热淬火的原理是将低压电流通过电极与工件间的接触电阻，使工件表面快速加热，并借助其自身热传导实现快速冷却而淬火。这一方法的优点是设备简单，操作方便，易于自动化，工件畸变极小，不需要回火，能显著提高工件的耐磨性和抗擦伤能力，但淬硬层较薄（0.15——0.35mm）。显微组织和硬度均匀性较差。这种方法多用于铸铁做的机床导轨的表面淬火，应用范围不广。

接触电阻加热淬火

4. 电子束热处理

电子束技术已经存在20多年了，广泛应用于金属焊接和切割等加工工业中。电子束热处理是利用高能量密度的电子束加热，进行表面淬火的新技术。电子束是由电子枪呢热阴极（灯丝）发出的电子，通过高压环形阳极加速，并聚焦成束使电子束流打击金属表面，达到加热的效果。被处理零件的加热深度，是加热加速电压和金属密度的函数，当功率为150kw时，在铁中的理论加热深度为0.076mm，而在铝中的则为0.178。电子束热处理加热速度快，奥氏体化的时间仅零点几秒甚至更短，因而工件表面晶粒很细，硬度比一般热处理高，并具有良好的力学性能。

电子束热处理

5. 电解加热淬火

电解加热淬火通过对钢件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热处理工艺。表面淬火是表面热处理的主要内容，其目的是获得高硬度的表面层和有利的内应力分布，以提高工件的耐磨性能和抗疲劳性能。电解液加热表面淬火是向电解液通入较高电压（150——300V）的直流电，因电离作用而发生导电现象，于负极放出氢，正极放出氧。氢气围绕负极周围形成气膜，电阻较大，电流通过时产生大量的热使负极加热。淬火时，将没入电解液的工件接负极，液槽接正极，工件的没入部分当接通电源时便被加热（5——10s 可达到淬火温度）。断电后在电解液中冷却，也可取出放入另设的淬火槽中冷却。适用于进行表面淬火用的电解液很多，其中以w （碳酸钠） 5%——18%水溶液使用最广，使用温度不得超过60℃，否则氢气膜不稳定，影响加热效果。

6. 激光热处理

激光淬火是利用激光将材料表面加热到相变点以上，随着材料自身冷却，奥氏体转变为马氏体，从而使材料表面硬化的淬火技术。采用激光淬火齿面，其加热冷却速度很高，工艺周期短，不需要外部淬火介质。具有工件变形小，工作环境洁净，处理后不需要磨齿等精加工，且被处理齿轮尺寸不受热处理设备尺寸的限制等独特优点。激光淬火的功率密度高，冷却速度快，因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺，特别适合高精度要求的零件表面处理。

激光热处理

7. 真空热处理

盐浴淬火受环境的限制，已呈夕阳之势。真空热处理是真空技术与热处理技术相结合的新型热处理技术，真空热处理所处的真空环境指的是低于一个大气压的气氛环境，包括低真空、中等真空、高真空和超高真空，真空热处理实际也属于气氛控制热处理。真空热处理技术应用和发展得到进一步的完善和推广，它具有无氧化、无脱碳、淬火后工件表面清洁光亮、耐磨性高、无污染、自动化程度高等特点。工业生产中广泛采用了真空退火、真空除气、真空油淬、真空水淬、真空气淬、真空回火及真空渗碳等热处理技术，成为热处理车间最普及的最主要的技术之一。

8. 感应热处理和离子氮化热处理技术

感应热处理以高效、节能、清洁、灵活性等优势广泛应用于汽车工业,工程机械,石油化工等行业，近40%的汽车零部件可采用感应热处理，如曲轴、齿轮、万向节、半轴等。采用感应加热,许多产品加工可建成全自动或半自动生产线，提高产品质量的稳定性，减轻劳动强度,美化工作环境。国内发展最快的是感应加热电源，老式的电子震荡管已完成了其历史使命，取而代之的是全晶体管。采用微机控制晶体管调节电源，调节稳定方便，精度高，对电网谐波的干扰大大减少。国内发展最快的是感应加热电源，老式的电子振荡管已完成了其历史使命，取而代之的是全晶体管。采用微机控制晶体管调节电源，调节稳定方便、精度高，对电网谐波的干扰大大减少。

9. 采用新的表面强化技术和推广氮基气氛的热处理

原有的工具表面处理方法仅限于蒸汽处理、氧氮化等陈旧方法，一般只能提高工具寿命30%——50%。自80年代以来，我国先后独立开发和从国外引进了QPQ盐浴复合处理技术和PVD氧化钛物理涂层技术。前者可以稳定提高工具寿命2——3倍，设备简单，成本低廉，特别适合于普通刀具；后者可以提高刀具寿命3——5倍，适合于各种精密贵重的齿轮刀具。氮基气氛用于保护热处理和化学热处理，可以实现无氧化脱碳热处理，并可以避免热处理氮脆，氮基气氛的化学热处理，可以减少内氧化等缺陷，提高化学热处理质量。

真空热处理

当然，除以上九种之外还有可控气氛热处理、淬火介质与冷却技术、零下处理技术、低压渗氮技术、物理蒸镀技术等等现代热处理技术，随着科技水平的发展，老热处理方式因效率低、污染环境等原因必然会被升级后的新热处理技术所替代，现代热处理未来使用前景广阔。

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