接上期真空泵热处理的作用

（1）真空除气作用

在真空炉中进行热处理时，金属工件中的气体被脱出，从而提高了工件的性能。其机理是在大气中冶炼金属过程中，液态金属要吸收H₂、N₂、O₂、CO等气体，同时金属对气体的溶解度随温度的提高而加大，随温度的下降而减少。液态金属冷却成型时，气体在金属中的溶解度下降，但由于冷却速度太快，溶解在金属中的气体无法完全释放出来，而被留在固体金属内部，生成气孔、气泡等缺陷，同时也是钢产生氢脆的原因。吸收气体的金属如果在空气中加热，各种气体会被金属溶解和吸收。吸收了气体的金属材料其电阻率、导热率、磁化率、硬度、屈服点、强度极限、延展率、断面收缩率、冲击韧性等机械物理性能均会受到影响。因此不但要控制金属材料在冶金过程中的气体含量，还要在热处理工序中防止吸收气体。

金属在真空炉中的除气过程包括：金属中的气体向金属表面扩散；气体从金属表面的释放；气体被真空系统抽出。

决定真空除气效果的第一因素是真空度，真空度越高，除气效果越好；第二个因素是温度，温度越高，气体在金属内的扩散速度、在金属表面的释放速度也越快，除气效果就越好。对于有相变的金属材料，在相变温度附近进行真空除气效果最好；第三个因素是抽气时间，气体在金属中的扩散和在金属表面的析出都需要一定的时间，除气时间越长，其效果越好。

需要注意的是：真空度的提高要考虑材料中的元素的蒸气压值，顾及元素的挥发和升华等现象发生对材料性能所可能产生的利弊；温度的提高也要受到被处理材料晶粒长大和相变等因素的限制；抽气时间过长，可能使真空系统向真空炉内返油，进而污染真空炉的现象产生。

经过真空热处理的金属材料与常规热处理相比，其机械性能，特别是塑性和韧性得到明显改善，其主要原因在于真空热处理过程中的除气作用。排除金属中的氧、氢、氮等气体，能明显改善金属的疲劳和韧性指标。

（1）真空脱脂作用

金属零件在热处理之前的机械加工过程中，往往要使用各种冷却剂和润滑剂，这些含有油脂的冷却剂和润滑剂不可避免的要吸附在零件表面上。但在真空热处理时，零件只要进行简单的清洗、烘干就可以进行热处理，而不需要特殊的脱脂处理。因为油脂为碳氢化合物，饱和蒸汽压较高，在真空中加热会自行挥发或分解为水蒸气、氢气和二氧化碳等气体被真空泵抽出，故可以得到无氧化、无腐蚀的光洁金属表面，而这个过程在气体的常压状态下是不可能得到的。

（2）蒸发现象

金属在真空中被加热，其中的某些蒸气压较高的合金元素易产生蒸发现象。各种金属元素都具有一定的饱和蒸气压，当外界的压力低于该元素的饱和蒸气压时，该元素即发生蒸发现象。这种现象会造成材料表面元素贫化以及零件之间、零件与料框之间的粘接以及零件表面粗糙，影响表面的光亮。同时，元素的蒸发会影响和改变零件材料原有的特性。此外，蒸发物沉淀在热处理炉的构件上会降低电极等炉内构件的绝缘性能，容易发生绝缘等级下降甚至于短路事故。因此，在真空热处理过程中，认为只要提高真空度就能得到良好处理效果的想法是不全面的，要根据具体的处理零件材料所含元素的蒸气压情况，选择和控制加热时的恰当的真空度可以防止某些金属元素的大量蒸发。

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