為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱(chēng)為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用。金屬材料表面處理技術(shù)與金屬熱處理和表面熱處理不是一個(gè)類(lèi)型的慨念。一般把金屬表面防護(hù)和改性稱(chēng)之為金屬材料表面處理，改變金屬材料表面組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能指標(biāo)稱(chēng)為金屬表面熱處理。


表面熱處理是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過(guò)多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上給予較大的熱能，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧yi炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。


高溫滲碳。滲碳作為一種常見(jiàn)的金屬表面處理工藝，將被處理件植入到具有活性滲碳的介質(zhì)中，并在一定的加熱溫度內(nèi)保持足夠時(shí)間，在不破壞加工件心部原有成分結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，促進(jìn)滲碳介質(zhì)析出活性碳原子，使之滲入到鋼件表層以獲取表層高碳，從而提升產(chǎn)品的硬度和耐磨度。綜合來(lái)講，與其他化學(xué)熱處理無(wú)異，高溫滲碳亦是通過(guò)分解、吸附以及擴(kuò)散三個(gè)流程實(shí)現(xiàn)機(jī)理作用。科學(xué)研究表明，鋼件的分子構(gòu)成比較特殊，碳在其中的擴(kuò)散速度與溫度息息相關(guān)。具體而言，溫度每提升 50℃，鋼件的滲碳速度可增長(zhǎng)近一倍之多，合理的溫度控制，在保證滲碳效果的同時(shí)，還可有效縮短高溫滲碳工藝時(shí)間，是企業(yè)提升產(chǎn)能、降低成本的重要方式。需要客觀指出的是，滲碳溫度也需控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)，過(guò)高可能會(huì)加速設(shè)備老化，同時(shí)還應(yīng)保持足夠的熱處理時(shí)間。

真空加熱、常壓或高壓氣冷淬火時(shí)氣流均勻性對(duì)零件淬硬效果和質(zhì)量分散度有很大影響。采用計(jì)算機(jī)模擬手段研究爐中氣流循環(huán)規(guī)律，對(duì)于改進(jìn)爐子結(jié)構(gòu)變具有重要意義。真空滲碳是實(shí)現(xiàn)高溫滲碳的可能的方式。但在高溫下長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)使大多數(shù)鋼種的奧氏體晶粒度長(zhǎng)得很大，對(duì)于具體鋼材高溫滲碳，重新加熱淬火對(duì)材料和工件性能的影響規(guī)律加以研究，對(duì)優(yōu)化真空滲碳、冷卻、加熱淬火工藝和設(shè)備是很有必要的。近幾年，國(guó)際上有研究開(kāi)發(fā)使用氣體燃料的燃燒式真空爐的動(dòng)向。在真空爐中采用氣體燃料加熱的困難太多，雖然有節(jié)約能源的說(shuō)法，但不一定是一個(gè)重要的發(fā)展方向。