金属材料在真空中的加热情况

风卷云舒

一般高纯度惰性气体通常含有0.!%的活性气体杂质，此纯度相当于133Pa的真空。这种气体用于金属的加热保护，仍会和金属表面发生反应，所以还需要进一步净化，从净化和保持纯度的成本费用角度来看，要使杂质达到1×10-6以下是非常困难的，而1×10-6的残余气体仅相当于1.33×10-1Pa真空度，这种真空度采用机械泵+罗茨泵时间长一些也能达到的。而费用却比气体净化到相同程度要便宜得多。
. B2 t( l9 ~% i, R5 }" P' X
. Y3 d/ T9 G# l5 \3 B, e: q/ U（一）脱脂

+ y# b7 n' \. V6 r; Q4 b2 C工件表面的切削冷却液、润滑液、防锈液等在真空条件加热进行分解成氢、二氧化碳和水蒸气，并由真空泵（前级装过滤系统）抽出，如果工件表面的玷污不严重或要求不高，在真空加热腾前可不进行清洗。

2 I: W0 N2 |& O0 j5 H4 Z/ \) `（二）脱气
" K0 w$ T- g" f; A' B
% \9 e& u! }: s, ^. E! F* f真空对液态金属有明显的除气效果，对固态金属中溶解的气体也有很好的排除作用，不同金属、不同温度点的脱气速度是不同的。金属中最有害的是氢（氢脆），采用真空加热时，可使金属和合金中的氢迅速降至最低程度。
" Y6 H8 e, Y4 y2 [$ s
（三）氧化物的分解
$ x' p: W0 N- M3 B+ Z) O
金属和合金在真空中加热时，如果真空度低于相应氧化物的分解压力，这种氧化物就会发生分解，形成游离氧，游离氧被真空系统带走。使金属的表面质量得到改善。甚至在一定温度下达到活化状态。
) g9 W" Z) Q3 z3 W2 j$ t9 h! |$ j
" q" `, _6 R& J! V; \/ v（四）合金元素的挥发
  G1 B) D3 t/ G/ a; [/ F
1 i. T' p; q8 P) |合金材料在真空中加热时，表面的化学成分与状态会经常发生变化，例如钢中的各种合金元素中，以锰、铬的蒸气压最高，在真空中加热时它们是最容易蒸发的。如镍铬合金的发热元件在真空高温情况下使用不久就会发现表面变粗糙了。合金元素在钢表面的蒸发结果，使表面的物理化学性质发生变化导致影响成品的质量和耐用度。为了解决这问题，一般会采用在800℃以下真空加热，800℃以上通入惰性气体，来减少其合金元素的挥发。