結(jié)合新工程材料的研究和發(fā)揮已有材料的潛力，上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)了金屬相變理論和強(qiáng)韌化機(jī)理的研究，對(duì)馬氏體、貝氏體的組織形態(tài)、精細(xì)結(jié)構(gòu)、預(yù)相變機(jī)制，形狀記憶合金與超塑合金中相變機(jī)制都進(jìn)行了深入研究?？刂茲B碳、滲氮和熱過(guò)程溫度、應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算機(jī)模擬也是上海交通大學(xué)上世紀(jì)八十年代以來(lái)工作的突出方面。
西安交通大學(xué)為根據(jù)機(jī)器零件服役條件及失效形式正確評(píng)價(jià)選擇材料，長(zhǎng)期開(kāi)展關(guān)于材料宏觀性能、微觀組織及其相互關(guān)系的研究。周惠久教授提出了小能量多次沖擊理論用以修正一些材料評(píng)價(jià)和選用的準(zhǔn)則。結(jié)合低碳馬氏體在生產(chǎn)中的應(yīng)泛應(yīng)用，取得顯著成效。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)多年來(lái)在雷延權(quán)教授領(lǐng)導(dǎo)下堅(jiān)持了金屬形變強(qiáng)化的理論和實(shí)踐的研究，對(duì)一定溫度和形變度下的金屬再結(jié)晶規(guī)律，形變熱處理后不同組織和性能之間叛亂紗有許多重要結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)和開(kāi)發(fā)了一系列變化學(xué)熱處理方法。形變熱處理應(yīng)用的典型例子是汽輪機(jī)葉片和柴油機(jī)連桿的鍛后余熱淬火，既可節(jié)約電能，又能提高性能。哈爾濱工業(yè)大學(xué)還在金屬基復(fù)合材料、雙相鋼、銅基和鐵基形狀記憶合金和陶瓷韌化以及金屬和合金的離子鍍和離子注入等方面取得了突出成就。
北京科技大學(xué)在低合金高強(qiáng)鋼、微合金鋼的理論和實(shí)踐，控制軋制，非晶態(tài)材料稀土元素在鋼中作用以及金剛石薄膜沉積等方面開(kāi)展了系統(tǒng)研究，所得在果在冶金行業(yè)獲得實(shí)際應(yīng)用。
特別應(yīng)指出的是柯俊教授早期提出的貝氏體無(wú)擴(kuò)散切變機(jī)制、和阿隆松的擴(kuò)散一臺(tái)階機(jī)制在國(guó)際上成為分庭抗禮的針?shù)h相對(duì)觀點(diǎn)。徐祖耀、康沫狂、俞德剛等人在貝氏體相變理論和開(kāi)發(fā)貝氏體鋼以及貝氏體等溫處理方面都有突出貢獻(xiàn)。
1.滲碳技術(shù)的進(jìn)步
滲碳是汽車(chē)拖拉機(jī)工業(yè)應(yīng)用最廣的工藝方法之一。50年代實(shí)現(xiàn)了從固體滲碳到井工爐中滴入液體滲劑的氣體滲碳的過(guò)渡，改善了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了工效。60年代初研制成功LiCl露點(diǎn)儀以后，首先在井式滲碳爐上實(shí)現(xiàn)了滴入甲醇和丙酮的可控滲碳。在掌握了吸熱式氣氛制備方法和研制成功密封滲碳爐以后，用露點(diǎn)儀實(shí)現(xiàn)了密封滲碳爐的碳勢(shì)控制。60年代末期研制成功紅外線二氧化碳分析儀。為了提高碳勢(shì)控制精度，在70年代推廣了紅外儀，主要用于井式爐的滴注式滲碳。目前用滴甲醇和煤油方式的可控滲碳已達(dá)到相當(dāng)普及的程度。尤其是在70年代末、80年代初大量引進(jìn)滴注式密封滲碳爐和多種微處理機(jī)可編程序控制器碳勢(shì)控制儀問(wèn)世以后，在密封多用爐上也廣泛應(yīng)用起來(lái)了。
由于往爐中滴入甲醇和煤油，爐氣中的一氧化碳成分不穩(wěn)定，甲烷含量也達(dá)到1%～2%程度，只用二氧化碳紅外儀的單因素控制是很達(dá)到±0.05%的控制精度。為此，便研究開(kāi)發(fā)出了二氧化碳、一氧化碳和甲烷的多因素碳勢(shì)控制的儀器和方法。
因?yàn)橹苽湮鼰崾綒獾脑稀烊粴夂鸵夯蜌夤?yīng)緊張，而大量使用甲醇，生產(chǎn)成本高，迫使工業(yè)生產(chǎn)尋找別的出路。碳分子篩變壓吸附制氮（PSA法）技術(shù)的出現(xiàn)為解決這個(gè)難題創(chuàng)造了條件。80年代初期，研制成功國(guó)產(chǎn)碳分子篩制的同。隨后用氮基氣氛、甲醇和乙酸乙酯（或煤油）的合成氛滲碳法便應(yīng)運(yùn)而生。與此同時(shí)，引進(jìn)了氣氛微量氧（氧勢(shì)）測(cè)量、控制技術(shù)和儀器。目前應(yīng)用氮基合成氣氛和氧探頭的爐氣控制技術(shù)的滲碳、用微處理機(jī)控制碳勢(shì)和滲層深度的方法已在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。個(gè)別工廠還引進(jìn)了Supercarb直生式滲碳法的設(shè)備和工藝。目前在汽車(chē)、摩托車(chē)、工程機(jī)械、軸承、齒輪、緊固件行業(yè)的可控滲碳、碳氮共滲、氮碳共滲技術(shù)已達(dá)相當(dāng)普及程度。
上世紀(jì)80年代以來(lái)，本土設(shè)備制造企業(yè)已能成系列生產(chǎn)密封多用爐、推桿連續(xù)爐滲碳、淬火、清洗、回火生產(chǎn)線和網(wǎng)帶爐生產(chǎn)線。應(yīng)運(yùn)而生的尚有與之相配套的碳勢(shì)和工藝過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的商品生產(chǎn)供應(yīng)。1990年代以來(lái)，國(guó)際知名設(shè)備制造企業(yè)相繼在國(guó)內(nèi)建立合資，獨(dú)資生產(chǎn)廠，為熱處理企業(yè)提供了可靠性高，價(jià)格可以接受的先進(jìn)設(shè)備。為此，也刺激，提高了本土設(shè)備制造廠的制造水平，為近十年大量涌現(xiàn)的民營(yíng)，股份制專營(yíng)熱處理加工企業(yè)和國(guó)營(yíng)大廠的熱處理技術(shù)改造和設(shè)備更新創(chuàng)造了好的條件。
2.真空熱處理技術(shù)的普及
1970年代開(kāi)始研制油、氣淬火冷卻的冷壁式真空熱處理爐，1980年代成系列地批量生產(chǎn)。目前本土制造企業(yè)已能成系列地提供真空加熱、油氣淬火爐、低壓滲碳爐、1MPa(10bar)高壓氣淬爐、真空燒結(jié)爐、和釬焊爐。真空淬火、高壓氣淬爐的最高溫度可達(dá)1350℃，真空燒結(jié)爐最高可達(dá)1800℃。各種爐種和爐型的產(chǎn)量在200臺(tái)以上。近幾年航空工業(yè)和模具工業(yè)的發(fā)展對(duì)真空熱處理爐、真空釬焊爐，特別是真空加熱高壓氣淬爐有大量需求，推動(dòng)了真空設(shè)備制造業(yè)的興旺。低壓滲碳和高壓氣淬技術(shù)的結(jié)合，為車(chē)輛齒輪的延壽、減畸（變）和降噪提出了新的途徑，而體現(xiàn)此先進(jìn)技術(shù)的半連續(xù)式生產(chǎn)線的開(kāi)發(fā)為大批量生產(chǎn)的汽車(chē)齒輪熱處理的技術(shù)改造提供了可能。在新世紀(jì)之初、國(guó)內(nèi)已有數(shù)家汽車(chē)、柴油機(jī)齒輪制造廠引進(jìn)了此類(lèi)設(shè)備和生產(chǎn)線。
由于模具對(duì)表面質(zhì)量和畸變的高要求，真空高壓氣淬已幾乎成為模具熱處理不可替代的技術(shù)。目前在華南和華東沿海，稍具規(guī)模的民營(yíng)熱處理加工企業(yè)都擁有至少一臺(tái)0.4MPa（最多的有6臺(tái)）的真空加熱高壓氣淬爐。在切削刀具行業(yè)，數(shù)控和加工中心的廣泛應(yīng)用，強(qiáng)烈要求刀具具有高的質(zhì)量和長(zhǎng)的壽命、城市的環(huán)保也對(duì)熱處理提出更嚴(yán)格要求，真空加熱高壓氣淬也因此成為高速鋼刀具熱處理替代鹽浴加熱淬火的首選工藝。
3.感應(yīng)加熱的廣泛應(yīng)用
感應(yīng)加熱技術(shù)在汽車(chē)、拖拉機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。在汽車(chē)制造中有200多種，近50%重量的零件采用感應(yīng)加熱淬火，例如曲軸、半軸、凸輪軸、剎車(chē)凸輪、轉(zhuǎn)向節(jié)、變速導(dǎo)塊槽口、氣門(mén)調(diào)整螺栓，進(jìn)排氣閥端頭、球頭肖等。其中東風(fēng)汽車(chē)公司半軸的橫向磁場(chǎng)加熱淬火是最具代表性的先進(jìn)技術(shù)。利用橫向磁場(chǎng)的矩形感應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了半軸表面和圓角的一次加熱淬火，使生產(chǎn)效率提高數(shù)倍、半軸的抗彎扭疲勞強(qiáng)度提高10倍。具有故障報(bào)警、診斷功能、由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的半軸感應(yīng)淬火自動(dòng)生產(chǎn)線已多年穩(wěn)定投入生產(chǎn)。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的感應(yīng)熱處理已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
我國(guó)的感應(yīng)電源制造企業(yè)自1990年代引進(jìn)SIT（靜電感應(yīng)晶體管）、1GBT（絕緣柵雙極晶體管）和MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）全固態(tài)晶體管電源以來(lái)，老式的電子管高頻電源和機(jī)式中頻發(fā)電機(jī)組已逐步被晶體管電源代替，本土企業(yè)生產(chǎn)的新式電源已能基本滿足用戶企業(yè)在功率和頻率上的要求。感應(yīng)淬火機(jī)床朝柔性化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展具有識(shí)別零件，控制功率、自動(dòng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)、故障顯示、報(bào)警、診斷的感應(yīng)淬火裝置，在汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)中也逐步推廣應(yīng)用。
4.化學(xué)熱處理的潛力得到發(fā)揮
除滲碳、碳氮共滲以外的化學(xué)熱處理，尤其是鋼在鐵素體狀態(tài)下的化學(xué)熱處理，其特點(diǎn)是工件畸變小，對(duì)提高機(jī)器零件耐磨減摩性能，提高抗疲勞、抗腐蝕性能和抗咬合能力以及節(jié)能降耗有明顯效果。自上世紀(jì)60年代機(jī)械部機(jī)械科學(xué)研究院研制成功鹽浴氮碳其滲（軟氮化）和無(wú)毒原料氮碳共滲，并在生產(chǎn)上應(yīng)用以來(lái)，又陸續(xù)開(kāi)發(fā)出碳氮硼三元共滲、氨+吸熱型氣氛、氨+空氣、氨+二氧化碳的氣體氮碳共滲和氮氧共滲以及低氰鹽浴滲氮、拋光、氧化的QPQ技術(shù)和LT鹽浴氮碳共滲在汽車(chē)、摩托車(chē)、輕紡機(jī)，機(jī)床，工模具、緊固件、儀器儀表、兵器等行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。由于效果好、成本低，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、毒性很小，特別受到上列行業(yè)外資企業(yè)和外銷(xiāo)產(chǎn)品企業(yè)的青睞。
氣體滲氮雖然工藝周期長(zhǎng)，但因滲層硬度高，提高零件耐磨性效果好，且工件畸變小，在機(jī)床精密零件中廣泛應(yīng)用。上海交通大學(xué)潘健生教授在1980年代即對(duì)控制滲氮技術(shù)開(kāi)展了系統(tǒng)研究。通過(guò)對(duì)氨分解率（H2）的精確控制，可以獲得預(yù)想的鋼件滲層含氮量和理想的組織結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)中得到推廣應(yīng)用。山東工業(yè)大學(xué)（現(xiàn)為山東大學(xué)材料工程學(xué)院）和江蘇機(jī)械研究所（現(xiàn)為鑄鍛熱處理研究所）在1970年代研發(fā)出可得到脆性小的單相Fe2B層的固體滲硼法和粒狀滲硼劑商品。武漢材料保護(hù)研究所亦于同期開(kāi)發(fā)出硼砂鹽浴滲金屬技術(shù)（類(lèi)似日本的T.D法）。二者在提高冶金、礦山機(jī)器零件和模具壽命上充分發(fā)揮出了化學(xué)熱處理的潛力。
5.離子熱處理的盛行
早在1970年代初北京機(jī)床研究所就研成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)10A離子滲氮試驗(yàn)裝置。此后，離子滲氮技術(shù)的研究在全國(guó)各地如雨后春筍船開(kāi)展起來(lái)。對(duì)工藝參數(shù)、滲層組織和性能之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究，探索了鋼中含碳量和合金元素以及原始組織、溫度、時(shí)間、壓力、氣體介質(zhì)成分對(duì)滲層組織的影響。判明了形成γ、ε相，γ’+ε或ε+Fe3C復(fù)合相化合物層以及無(wú)化合物層的條件，測(cè)定了鋼件在多種服役條件下最適宜的組織形態(tài)。這些結(jié)論對(duì)離子滲氮的擴(kuò)大應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。到1980年末全國(guó)已有上千臺(tái)離子滲氮設(shè)備、數(shù)十家離子滲氮設(shè)備制造廠、興起了一場(chǎng)推廣離子滲氮技術(shù)的高潮。
除離子滲氮外，許多科研單位、大專院校還開(kāi)展了離子滲碳、碳氮共滲、離子軟氮化、硫氮和碳氮硫共滲、離子滲硼等技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，但由于技術(shù)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、環(huán)保和安全衛(wèi)生等因素，未得到廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)應(yīng)用最廣的還是離子滲氮。
離子鍍滲技術(shù)的研究和應(yīng)用也是我國(guó)熱處理技術(shù)進(jìn)步的范例。太原工業(yè)大學(xué)，北京聯(lián)合大學(xué)和電子部第一研究所對(duì)離子鍍滲機(jī)理、工藝參數(shù)的優(yōu)選、鍍層質(zhì)量和工藝的關(guān)系進(jìn)行了深入研究，開(kāi)發(fā)出了多層輝光離子滲金屬和多弧離子鍍技術(shù)，不僅可以在金屬制品表面獲得致密的TiN沉積層，得到W、Mo、Cr、Ni等單元素鍍滲層，而且還可以使W、Cr、Mo、V等元素按不同組合和比例同時(shí)滲入普通鋼材，使其表面得到相當(dāng)厚的類(lèi)似高速鋼成分的鍍滲層，從而代替昂貴的高速鋼。
6.激光和電子束熱處理
激光熱處理的試驗(yàn)研究起始于1979年。最初是在250W的小功率激光器上用小試樣驗(yàn)證了鋼表面相變硬化的效果。目前二氧化碳激光器已能做到10kW的功率，激光器、導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)和5坐標(biāo)工作臺(tái)都能自行制造。
開(kāi)展了激光和電子表面相變硬化、熔化凝固、表面涂復(fù)和表面合金化的試驗(yàn)研究。激光相變硬化在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套、彈性聯(lián)軸節(jié)主簧片、紡織機(jī)錠桿、量具塊規(guī)、鑿巖機(jī)氣缸等機(jī)器零件上獲得應(yīng)用。一汽、二汽、北京內(nèi)燃機(jī)總廠、西安內(nèi)燃機(jī)配件廠都已建立起缸套的激光硬化生產(chǎn)線。
十幾年來(lái)，從國(guó)外引進(jìn)的大功率二氧化碳激光器有十?dāng)?shù)臺(tái)之多。目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備已基本取代進(jìn)口。
大功率激光器的研制和生產(chǎn)單位有華中理工大學(xué)、上海光機(jī)所、沈陽(yáng)機(jī)電設(shè)計(jì)院、中科院北京自動(dòng)化所等。承擔(dān)國(guó)家863科研項(xiàng)目、在激光熱處理應(yīng)用上有貢獻(xiàn)的單位有沈陽(yáng)金屬所、北京機(jī)床所、北京市機(jī)電研究院、原機(jī)械部北京機(jī)電所、長(zhǎng)春機(jī)械研究所等。原機(jī)械部北京機(jī)電研究所和中科院自動(dòng)化所合作研制了15KW的電子束熱處理裝置。
7.熱處理質(zhì)量的嚴(yán)格控制
產(chǎn)品質(zhì)量愈來(lái)愈嚴(yán)格的控制是近代熱處理技術(shù)發(fā)展的主要特點(diǎn)之一。這是隨著金屬學(xué)規(guī)律愈來(lái)愈精確的研究，測(cè)試傳感技術(shù)和儀器制造的長(zhǎng)足進(jìn)步以及電子計(jì)算機(jī)普及應(yīng)用的必然結(jié)果，我國(guó)在這方面取得的進(jìn)步主要表現(xiàn)在以下方面。
1)工藝過(guò)程的自動(dòng)化作業(yè)采用順控器或微處理機(jī)按熱處理工藝的要求實(shí)現(xiàn)裝料、加熱、冷卻、清洗、回火，卸料等工序的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程已在部分汽車(chē)、拖拉機(jī)、軸承、緊固件等大批量生產(chǎn)的企業(yè)投入使用。汽車(chē)工業(yè)的大型連續(xù)式滲碳、淬火、回火生產(chǎn)線和密封多用爐生產(chǎn)線大都采用微處理機(jī)控制的自動(dòng)化作業(yè)。在真空熱處理設(shè)備上用順控器或微機(jī)的程序控制作業(yè)也有許多成功的經(jīng)驗(yàn)。
2)工藝參數(shù)的嚴(yán)格控制對(duì)熱處理工藝參數(shù)，如時(shí)間、溫度、爐氣戒分和壓力、淬火介質(zhì)的濃度、雜質(zhì)和冷速(攪動(dòng)程度)的嚴(yán)格控制可使工件保持穩(wěn)定的高質(zhì)量，使工件的表面質(zhì)量、表面和心部硬度、滲層的滲入元素濃度和梯度、滲層深度都能得到有效的控制。在我國(guó)，由于可控硅控溫和PID儀表的普及，一般熱處理電阻爐(800～1000℃)的控溫精度可達(dá)到±5℃，甚至±2℃。采用紅外線氣體分析儀和計(jì)算機(jī)可對(duì)爐氣中的CO2、CO、CH4爐氣壓為等因素控制甚至達(dá)到±0.02的精度。目前可控硅控溫技術(shù)已達(dá)相當(dāng)普及程度，各種規(guī)格的控制器都可在市場(chǎng)上買(mǎi)到。一些高校，科研單位和企業(yè)開(kāi)發(fā)的按工藝參數(shù)和質(zhì)量關(guān)系的數(shù)字模型用計(jì)算機(jī)直接控制產(chǎn)品的嘗試已取得成功，部分成果已在生產(chǎn)上應(yīng)用。
3）嚴(yán)格的質(zhì)量管理通過(guò)熱處理行業(yè)協(xié)會(huì)開(kāi)展的質(zhì)量管理信得過(guò)企業(yè)、規(guī)范企業(yè)評(píng)選活動(dòng)和質(zhì)理檢驗(yàn)員的培訓(xùn)，在本世紀(jì)初熱處理企業(yè)的生產(chǎn)管理和質(zhì)量管理水平有了明顯提高。大部分企業(yè)都重視改善質(zhì)量檢驗(yàn)條件，除國(guó)營(yíng)企業(yè)外，大部分民營(yíng)企業(yè)都購(gòu)置了金相顯微鏡，硬度計(jì)，磁粉探傷儀、少數(shù)企業(yè)還配備有看譜鏡，定量金相顯微鏡；通過(guò)評(píng)選的兩類(lèi)企業(yè)和大部分被調(diào)查企業(yè)的技術(shù)工人都經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和持證上崗，在生產(chǎn)中建立了熱處理工藝卡，流程卡，檢驗(yàn)規(guī)程，質(zhì)量檔案等各項(xiàng)管理制度、主動(dòng)執(zhí)行熱處理質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)和熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定以及各類(lèi)工藝標(biāo)準(zhǔn)。由于這些工藝條件的嚴(yán)格規(guī)定、工藝操作的規(guī)范化，職工素質(zhì)的提高，使這些企業(yè)的熱處理件質(zhì)量分散度逐步降低，產(chǎn)品一次合格率提高到98%以上，到2003年底通過(guò)ISO9000認(rèn)證企業(yè)近1000家，占全行業(yè)企業(yè)總數(shù)的6%，占營(yíng)業(yè)額500萬(wàn)元以上企業(yè)總數(shù)的20%左右。
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