我們知道，在一般空氣介質電阻爐中加熱鋼件時,容易發生氧化和脫碳。

　　要使鋼件加熱時不產生氧化和脫碳，可以采用兩種方法：

　　一種是向爐膛內送入保護氣體，使鋼件在保護氣氛下加熱；為了使工件表面不發生氧化、脫碳、燒損現象或對工件進行化學熱處理，向爐內通以可進行控制成分的氣氛，稱可控氣氛。

　　另一種方法是把爐膛內空氣抽除，使鋼件在真空狀態下加熱

脫碳是鋼加熱時表面碳含量降低的現象。脫碳的過程就是鋼中碳在高溫下與氫或氧發生作用生成甲烷或一氧化碳。其化學方程式如下； 

　　2Fe3C+O2＝6Fe+2CO

　　Fe3C+2H2＝3Fe+CH4 

　　Fe3C+H2O＝3Fe+CO+H2 

　　Fe3C+CO2＝3Fe+2CO

　　這些反應是可逆的，即氫、氧和二氧化碳使鋼脫碳，而甲烷和一氧化碳則使鋼增碳。

鋼件在保護氣氛下加熱不僅可實現無氧化無脫碳熱處理，提高熱處理質量，還可以進行滲碳、脫碳等特殊熱處理。并且可實現機械化和自動化控制，使生產率得到提高、勞動條件得到改善。但其設備復雜、投資較大，操作技術要求較高。

      保護氣氛可以是中性氣體(N2)或惰性氣體(Ar),有時也可以是還原性氣體(H2)。大多數保護氣氛是由多種氣體(例如CO, CO2, H2, CH4, H2O, N2等)混合組成的，各種氣體與鋼進行的化學反應列于表1中。

表1各種氣體與鐵及其碳化物的化學反應

　　各種氣體與鋼的化學反應和各種氣體之間的化學反應是比較復雜的，但是可以調節保護氣氛中氧化性氣體與還原性氣體的比例、脫碳性氣體與滲碳性氣體的比例，即CO2/CO、H2O/H2、CH4/H2的相對含量，使反應處于平衡狀態，鋼的氧化速度與還原速度相等，鋼的脫碳速度與滲碳速度相等，這樣就能實現無氧化與無脫碳加熱。

　　無氧化加熱一般可分為光亮加熱和光潔加熱，前者表面未形成氧化膜，仍保持金屬光澤；后者有氧化膜生成，失去金屬光澤。

　　可控氣氛熱處理爐的優越性如下：   

(1)實現無氧化無脫碳與增碳熱處理，因而提高鋼件的表面質量及機械性能，減少零件的加工余量和鋼材的燒損量，因此能節省工時及能耗，節約金屬材料。

     (2)實現可控滲碳，可以精確地控制零件表面的含碳量、碳濃度梯度和滲碳層厚度，因而提高了滲碳零件的機械性能，穩定滲碳工藝的質量。

     (3)實現特殊的熱處理工藝，如硅鋼片的脫碳退火，軋制鋼材的復碳退火等。

    (4)實現機械化與自動化，提高勞動生產率，改善勞動條件。

　　總之，可控氣氛熱處理爐目前已成為一種先進的加熱設備。尤其是在可控氣氛的應用方面可作為衡量一個國家熱處理技術發展水平的重要標志。

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