1.1　加热方式

加热是热处理第一大环节，大多数热处理工艺都把钢加热到临界温度以上，采用何种方式加热应根据具体情况而定，钢常用的加热方式有如下几种。

（1）空气炉加热　在空气中加热的有箱式电阻炉、井式电阻炉、网带炉等。可做退火、正火、调质、淬火、渗碳等化学热处理。

（2）热处理浴炉　与空气炉相比，热处理盐浴炉有突出的优点：工件的氧化脱碳少，高温加热性能好；加热速度快；可对工件施行局部加热；炉温均匀性较好；热容量大且炉温波动性小，易实现恒温加热；可进行渗碳、渗硼、渗金属等化学热处理；它不仅加热性能好，而且还是目前热处理工艺中等温淬火及分级淬火的唯一常规冷却设备。尽管淘汰盐浴炉的呼声很高，但在工模具及一切工具热处理中，盐浴炉有它的独到之处，真空炉不能完全取代盐浴炉，所以在相当长的时间内，盐浴炉与真空炉将优势互补，长期共存。

（3）真空加热　真空加热具有无氧化、无脱碳、脱气、脱脂、表面质量好、畸变小、热处理工件综合力学性能优异、使用寿命长、无污染无公害、自动化程度高等一系列优点，几十年来一直是国际热处理加热设备发展的热点。真空热处理炉可用于加热淬火、回火、渗碳等化学热处理。

（4）感应加热　感应加热按频率分为高频、中频、超音频、工频四种，主要用于淬火加热。与普通淬火相比，感应加热有如下优点。

①热源在工作表面，加热速度快，热效率高。

②工件因不是整体淬火，畸变小。

③工件加热时间短，表面氧化脱碳少。

④淬火件表面硬度高（比盐浴淬火高出1～3HRC），缺口敏感性小。冲击韧度、疲劳强度及耐磨性均有很大的提高，有利于挖掘材料的潜力，节约材料消耗，提高工件的使用寿命。

⑤设备紧凑，操作简便，劳动条件好。节能环保，有利于实现自动化操作。

⑥可以实现局部加热。不仅可实现工件的表面、内孔等淬火，还可以用于工件的穿透加热及化学热处理。

（5）火焰加热　火焰加热主要用于淬火，也有用于退火及快速回火的。火焰淬火属于表面淬火工艺之一。热源是燃烧着的火焰，加热方式是用火焰喷嘴加热工件表层。具有设备简单、操作方便、方法灵活、投资少、对工作场地要求不高等优点。单件、小批量、多品种、淬硬层深度要求深的工件利用火焰淬火能获得满意的效果。

（6）可控气氛加热炉　当炉膛内使用了可控气氛后，极大地提高了工件的热处理质量，其突出的优点可以概括为：可以进行无氧化和无脱碳加热，实现光亮淬火；能实现可控的C-N共渗等多种化学热处理；对于已微脱碳的工件可进行补碳处理；也可进行脱碳退火（用于硅钢带）；机械化、自动化、智能化、计算机应用能力和热处理质量的稳定性大为提高。

（7）高能束加热　高能束热处理是指供给工件表面的功率密度至少≥103W/cm2的热处理加热方式。采用的热源有激光、电子束、离子束、电火花、超高频感应冲击、太阳能和同步辐射等。它们有几个共同的特征。

①加热速度极快。可达5×103℃/s，使钢的Ac1升高100℃以上，其过热度和过冷度均远大于常规热处理。因此，淬火后的表面硬度要高于常规热处理5～10HRC，比高频淬火要高出3～5HRC。

②高能束加热属于非接触加热，没有机械力的作用。虽然加热和冷却速度极快，但因加热区域极小，因此，热应力也不大，工件畸变小，尤其是离子注入加热淬火更是如此。

③由于加热速度极快，奥氏体晶粒长大和合金元素的扩散受到抑制，这样可获得细化和超细化的组织。

④由于作用面积小，金属材料本身的热容量足以使被加工部位骤冷，其冷却速度可达104℃/s，确保完成马氏体相变。

⑤对于激光、电子束而言，淬火表面可产生200～800MPa的残余压应力，有助于疲劳强度的提高。