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1. 發展現狀
隨著我國航空制造業的快速發展、先進的和新型的航空飛行器研制需求，以及航空工業日益深入與擴大的國際化進程，對航空產品熱處理領域提出了越來越高的要求。航空熱處理不斷采用先進的新技術、新工藝，研究發展了真空熱處理、精密化學熱處理、真空化學熱處理、可控氣氛熱處理、高能束熱處理、感應熱處理和新型淬火冷卻介質等技術。與此同時，航空熱處理在工藝裝備的建設方面也取得長足進步，引進和購置了各種真空油淬/高壓氣淬爐、真空滲碳油淬/高壓氣淬爐、底裝料立式多用爐、精密氣體滲氮爐（井式/底裝料式）、離子-氣體一體化滲氮爐等新型真空和化學熱處理設備，以及采用了計算機集散式監控和管理網絡等新技術進行熱處理生產車間的信息化管理與熱處理過程質量控制。但由于傳統上對熱處理技術和裝備水平重視不夠、投入不足，導致歷史欠賬太多，航空產品熱處理的工藝和裝備技術發展還遠不能滿足先進航空產品對熱處理的高水平和高質量要求，與國際先進水平相比還有較大差距。
2. 主要發展方向
（1）精密熱處理 航空制造業位于整個制造領域的技術頂端，是高端制造業中的高端，航空制造的重要發展方向是“精密制造”，因而航空熱處理的重要發展方向同樣是“精密熱處理”。目前，各種先進的冷熱加工技術的精密化已發展到相當先進的地步，許多毛坯成形工藝達到了近凈形（near net shape）的程度，機械加工已進入了亞微米級的精度，正向納米級邁進。國際最先進的加工成形技術在航空制造業優先采用，甚至目前最新的3D打印技術也在新航空產品中得到應用驗證。先進的精密加工制造技術要求相應的熱處理領域也向“精密熱處理”方向發展。目前正在規劃的“中國熱處理技術發展路線圖”也將精密熱處理列為應重點發展的一個熱處理技術方向。精密熱處理主要包含兩個主要方面：形狀尺寸精密、組織性能精密。隨著近年來航空制件長壽命、抗疲勞制造概念的推出，又延伸出應力場精密、表層質量精密等概念，實際上也屬于組織性能精密范疇。航空精密熱處理簡介如下。
形狀尺寸精密的熱處理：
①最有效的無畸變、無表面氧化脫碳的熱處理設備、輔助材料及工藝方法，如真空爐的應用，鹽浴嚴格脫氧，以及可控氣氛的正確使用。
②對尺寸精密度要求特別嚴格的零件（如陀螺儀表支架）進行“尺寸穩定化處理”，使內應力消除到最低限度，保證零件在長期使用中無尺寸改變。
③合理安排熱處理與其他加工的順序，以減小熱處理畸變。盡可能利用表面淬火代替整體淬火，以減小畸變。
④利用低溫化學熱處理替代高溫處理，使零件尺寸變形降低到最低程度。
⑤真空高壓氣淬技術的使用。組織性能精密的熱處理：
①精確控制爐內溫度及氣氛的均勻性，嚴格控制工件在爐內的加熱時間，以保證成批生產零件在組織性能方面的較高均一性，并通過快速檢測手段（如磁性硬度計）將超差件在生產線上篩選出來。
②根據零件實際受力條件進行沿截面（或不同部位）等強度的熱處理或不等強度的梯度熱處理。例如，軸類件承受扭轉疲勞載荷，應處理成表層強度高而心部強度低但韌度高的狀態，必要時還可輔以表層形變強化（噴丸或滾壓）或適當的化學熱處理，使疲勞裂紋萌生于皮下層，從而有效提高疲勞壽命。
③對在容易引發組織性能變化的高溫條件下工作的零件，需采用特殊的熱處理制度，形成高溫下較為穩定的顯微組織，保證在長時間運行中性能較為穩定。
④采用合理的冷卻工藝，選擇合適的淬火冷卻介質并精確地控制冷卻過程，使得每批裝爐的每個零件和每個零件的每個部分都能同時且均勻地冷卻，從而使零件獲得均一的組織和性能。需指出的是，這里所說的精密熱處理是指對熱處理對象的熱處理結果的精密控制過程和技術，而不是指某一種或某一類熱處理工藝方式、方法，它涵蓋了精密控制的真空熱處理（包括真空高壓氣淬）、可控氣氛熱處理（包括氣氛保護、氣體滲碳、氣體滲氮等）、等離子體熱處理、感應熱處理、激光熱處理及空氣爐（包括鋁合金空氣爐）熱處理等，因而它是一個涵蓋了各種合理而有效的熱處理（包括冷卻）方式、方法的技術體系。
（2）復合熱處理 復合熱處理是將兩種或更多的熱處理工藝復合，或是將熱處理與其他加工工藝復合，以更大程度地挖掘材料潛力，使零件獲得單一工藝所無法達到的優良性能。
多種熱處理方法復合，主要有：
①熱處理與化學熱處理相復合。
②兩種或兩種以上化學熱處理方法相復合。
③化學熱處理與涂層（化學沉積或電鍍）相復合。
④壓力加工與熱處理相復合。
熱處理與其他工藝相復合：
①可按形變強化的順序區分為三大類，即：形變前的（形變淬火、形變等溫淬火等），形變在相變后的（回火馬氏體形變、調質形變、珠光體形變等）及形變在相變中進行的（誘發馬氏體的形變、等溫形變淬火、過飽和固溶體形變時效等）。
②形變化學熱處理。把各種塑性變形加工工藝與化學熱處理（滲氮、滲碳、氮碳共滲、碳氮共滲、滲硼、滲硫、滲金屬等）結合起來，能夠大幅度提高鋼鐵零件耐磨損、抗疲勞等與表面強化有關的性能。
③多種熱加工與熱處理工藝的復合。還有很多原理和方法，這里不再一一舉例。
（3）修復熱處理 修復熱處理屬于再制造工程范疇。外觀損傷可以用“修復表面處理”的方法來解決，內部損傷則需經合理的“修復熱處理”，如航空發動機葉片的表面激光熔覆修復等。
（4）降低能耗、綠色環保 毋庸諱言，在機械制造環節中熱處理生產過程的能耗是相當大的，因此，能耗便成為衡量熱處理工藝和工藝裝備先進性的十分重要的指標。
節能熱處理主要包括下列幾種措施：
一是嚴格控制鑄鍛成形工藝改善顯微組織。
二是充分利用鑄、鍛工序后的余熱進行熱處理。
三是用局部熱處理取代整體熱處理。
四是慎用能耗較高的熱處理工藝。
五是減少熱處理工夾具造成的熱量損失。
六是陶瓷纖維一類的高性能保溫材料的普遍應用等。
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