熱處理具有很大的節(jié)能潛力。如何采取措施加強(qiáng)節(jié)能是每個(gè)熱處理工人面前的一個(gè)重要課題。以下是熱處理工藝節(jié)能的簡(jiǎn)要討論。

降低加熱溫度

一般亞分析碳鋼的淬火加熱溫度在Ac3以上30～50℃，碳鋼淬火加熱溫度的分析和過(guò)分析Ac1以上30～50℃。但近年來(lái)的研究證實(shí)，亞共析鋼略低于Ac3的α＋γ加熱淬火（即亞溫淬火）可提高鋼的韌性，降低脆性轉(zhuǎn)換溫度，消除回火脆性。淬火的加熱溫度可降低40℃。

對(duì)高碳鋼采用低溫快速短時(shí)加熱淬火，可減少奧氏體碳含量，有利于獲得良好強(qiáng)韌配合的板條馬氏體，不僅可提高其韌度，而且還縮短了加熱時(shí)間。

對(duì)于某些傳動(dòng)齒輪，碳氮共滲代替滲碳，耐磨性提高40%~60%，疲勞強(qiáng)度提高50%~80%，但共滲溫度(850℃）比滲碳溫度(920℃）低70℃，還可減少熱處理變形。

縮短加熱時(shí)間

生產(chǎn)實(shí)踐表明，根據(jù)工件的有效厚度確定的傳統(tǒng)加熱時(shí)間是保守的，因此需要加熱保溫時(shí)間公式τ＝α·K·D中加熱系數(shù)α修正。根據(jù)傳統(tǒng)處理工藝參數(shù)，在空氣爐中加熱至800~900℃時(shí)，α值推薦為1.0～1.8min/mm，這顯然是保守的。如果可以的話。α如果值降低，加熱時(shí)間可以大大縮短。加熱時(shí)間應(yīng)根據(jù)鋼工件的尺寸和裝載量通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。一旦確定優(yōu)化的工藝參數(shù)，應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行，以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

取消回火或減少回火次數(shù)

20年取消滲碳鋼回火Cr與回火相比，鋼裝載機(jī)雙面滲碳活塞銷取消回火的疲勞極限可提高16%；取消低碳馬氏體鋼的回火，將推土機(jī)銷軸套簡(jiǎn)化為20鋼淬火（低碳馬氏體），硬度穩(wěn)定在45HRC產(chǎn)品強(qiáng)度和耐磨性顯著提高，質(zhì)量穩(wěn)定；高速鋼減少回火次數(shù)，如W18Cr4V鋼機(jī)用鋸條回火(560℃×1h）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的560℃×1h三次回火，使用壽命提高40%。

用低溫回火代替高溫回火

用中碳或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼代替高溫回火，可獲得更高的多沖抗力。W6Mo5Cr4V2鋼制Φ8mm淬火后鉆頭350℃×1h＋560℃×1h與560相比，二次回火℃×1h鉆頭三次回火切削壽命提高40。

合理降低滲層深度

化學(xué)熱處理周期長(zhǎng)，耗電量大。如果能降低滲層深度，縮短時(shí)間，是節(jié)能的重要手段。用應(yīng)力測(cè)量必要的硬化層深度，說(shuō)明目前的硬化層太深，只需要傳統(tǒng)硬化層深度的70%。研究表明，碳氮共滲比滲碳可以降低30%~40%的層深。同時(shí)，如果滲層深度控制在實(shí)際生產(chǎn)中的技術(shù)要求下限，也可以節(jié)約能源 20%，縮短時(shí)間，減少變形。

高溫和真空化學(xué)熱處理

高溫化學(xué)熱處理是指設(shè)備使用溫度允許，滲鋼種奧氏體晶粒不生長(zhǎng)狹窄，提高化學(xué)熱處理溫度，大大加快滲碳速度。將滲碳溫度從930開(kāi)始℃提高到1000℃，滲碳速度可提高2倍以上。但由于存在諸多問(wèn)題，未來(lái)發(fā)展有限。

真空化學(xué)熱處理是在負(fù)壓的氣相介質(zhì)中進(jìn)行。由于在真空狀態(tài)下工件表面凈化，以及采用較高的溫度，因而大大提高了滲速。1333.3×（10-1～10-2）Pa鋁、鉻的滲透率可提高10倍以上。

離子化學(xué)熱處理

它是一種化學(xué)熱處理工藝，在含有欲滲元素的氣相介質(zhì)中，利用工件（陰極）和陽(yáng)極產(chǎn)生光放電，同時(shí)滲入欲滲元素。如離子氮滲透、離子碳滲透、離子硫滲透等，具有滲透速度快、質(zhì)量好、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。

利用感應(yīng)自行回火

利用感應(yīng)自行回火代替爐中回火，由于是利用感應(yīng)加熱將熱量傳到淬火層以外，淬火冷卻時(shí)未全部帶走殘留下來(lái)的熱量而實(shí)現(xiàn)短時(shí)間回火，因而具有高效節(jié)能，并在許多情況下（如對(duì)高碳鋼及高碳高合金鋼）可避免淬火開(kāi)裂，同時(shí)一經(jīng)確定各工藝參數(shù)可大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

鍛后預(yù)熱淬火

鍛后預(yù)熱淬火不僅能降低熱處理能耗，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，還能提高產(chǎn)品性能。

鍛后余熱淬火+高溫回火作為預(yù)處理，可消除鍛后余熱淬火作為最終熱處理顆粒粗、沖擊韌性差的缺點(diǎn)，比球化退火或一般退火時(shí)間短，生產(chǎn)率高，高溫回火溫度低于退火和政治工作，可大大降低能耗，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。

與普通正火相比，鍛后余熱正火不僅能提高鋼的強(qiáng)度，還能提高塑韌性，降低冷脆轉(zhuǎn)化溫度和缺口敏感性，如20CrMnTi鋼鍛后在730～630℃以20℃/h冷速冷卻取得了良好的效果。

用表面淬火代替滲碳淬火

對(duì)含碳量在0.6％～0.8%中高碳鋼高頻淬火性能(如靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、多沖擊抗力、殘余內(nèi)應(yīng)力)的系統(tǒng)研究表明，完全有可能用感應(yīng)淬火部分代替滲碳淬火。我們用40Cr鋼高頻淬火制造變速箱齒輪，取代原20CrMnTi鋼滲碳淬火齒輪成功。

局部加熱取代整體加熱

對(duì)于一些局部和技術(shù)要求的零件（如耐磨齒軸直徑、輥直徑等），可采用浴爐加熱、感應(yīng)加熱、脈沖加熱、火焰加熱等局部加熱，可實(shí)現(xiàn)各部件摩擦咬合部件之間的適當(dāng)配合，提高部件使用壽命，由于局部加熱，可顯著降低淬火變形，降低能耗。

我們深刻認(rèn)識(shí)到，企業(yè)能夠合理利用能源，利用有限的能源獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，涉及能源設(shè)備效率、工藝技術(shù)路線是否合理、管理是否科學(xué)等因素。這就要求我們從系統(tǒng)的角度綜合考慮，每個(gè)環(huán)節(jié)都不能忽視，同時(shí)，在制定過(guò)程中，也要有整體概念，緊密結(jié)合企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，不能制定過(guò)程，在當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中，這一點(diǎn)尤為重要。