中國熱處理技術(shù)發(fā)展史(一)

1、中國熱處處理技術(shù)術(shù)發(fā)展史史(一)唐 電、樊東黎黎1）唐電電 福州州大學(xué)教教授，福福建省熱熱處理學(xué)學(xué)會(huì)理事事長，全全國熱處處理學(xué)會(huì)會(huì)理事22）樊東東黎 教教授級(jí)高高工，全全國熱處處理學(xué)會(huì)會(huì)榮譽(yù)理理事長、中國熱熱處理行行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)榮譽(yù)理理事1、中國國古代的的熱處理理 材料熱熱處理在在中國有有悠久的的歷史。與世界界其他地地區(qū)相比比，中國國古代熱熱處理技技術(shù)的發(fā)發(fā)展有 明顯的的區(qū)域特特色，在在某些方方面中國國的熱處處理技術(shù)術(shù)落后于于其它地地區(qū)，但但也有許許多發(fā)明明和技術(shù)術(shù)在世界界 熱處處理史上上處于遙遙遙領(lǐng)先先的地位位，其中中不少成成果還傳傳播到了了世界各各地，對(duì)對(duì)世界熱熱處理技技術(shù)的進(jìn)進(jìn)步起到到了直接

2、接的促進(jìn)進(jìn)作用。我國材料料熱處理理技術(shù)的的發(fā)展，同其它它技術(shù)類類似，傳傳統(tǒng)的熱熱處理技技術(shù)經(jīng)歷歷過從萌萌芽、建建立、發(fā)發(fā)展、鼎鼎盛到衰衰弱，最最后是現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)術(shù)的引入入、消化化和發(fā)展展的過程程。參考考我國古古代的分分期，可可以認(rèn)為為，在遠(yuǎn)遠(yuǎn)古時(shí)期期，我國國的熱處處理已經(jīng)經(jīng)開始出出現(xiàn)萌芽芽，在上上古時(shí)期期，我國國傳統(tǒng)熱熱處理技技術(shù)開始始初步建建立；到到中古時(shí)時(shí)期，我我國傳統(tǒng)統(tǒng)的熱處處理技術(shù)術(shù)進(jìn)一步步發(fā)展；在近古古時(shí)期，我國傳傳統(tǒng)熱處處理技術(shù)術(shù)達(dá)到鼎鼎盛，在在近現(xiàn)代代時(shí)期，我國的的傳統(tǒng)熱熱處理技技術(shù)逐漸漸衰弱，同時(shí)現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)術(shù)開始建建立和發(fā)發(fā)展。 在在遠(yuǎn)古時(shí)時(shí)期，我我國的熱熱處理已已經(jīng)出現(xiàn)現(xiàn)萌芽。

3、古代熱熱處理技技術(shù)發(fā)展展的基礎(chǔ)礎(chǔ)是火。火的利利用是不不能不提提的。在在舊石器器時(shí)代，火主要要被用于于取暖照照明烹飪飪和驅(qū)趕趕野獸。中國古古人類在在用火方方面素有有傳統(tǒng)。最遲在在46萬萬年前的的北京猿猿人時(shí)期期，我們們的祖先先已學(xué)會(huì)會(huì)了用火火。已有有的考古古資料表表明，北北京周口口店山頂頂洞人居居住的洞洞穴中發(fā)發(fā)現(xiàn)的灰灰燼，是是世界公公認(rèn)的具具有典范范的人類類用火的的最早遺遺跡之一一1。中國國古代先先民將火火用于材材料熱處處理是從從新石器器時(shí)代開開始的。 在新新石器時(shí)時(shí)代早期期，古代代先民在在勞動(dòng)和和生活中中，經(jīng)常常與泥土土打交道道，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)泥土與與適量的的水混合合后，就就會(huì)有粘粘性和可可塑性，可

4、以用用手隨意意地塑造造成各種種形狀。泥坯涼涼干變硬硬，可盛盛東西，但泥器器怕水。過火的的泥坯不不怕水，這可能能是源于于一次偶偶然的發(fā)發(fā)現(xiàn)。從從此開始始，由于于火，由由于熱處處理，使使粘土轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)經(jīng)久、耐耐火、耐耐水的陶陶器。這這是人類類自覺進(jìn)進(jìn)行熱處處理最早早事例。根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)有考古古資料表表明，我我國陶器器出現(xiàn)在在距今77千11萬年以以前，它它是世界界上最早早出現(xiàn)的的陶器。經(jīng)測(cè)定定早期的的陶器大大都經(jīng)歷歷750010000溫度左左右的熱熱處理，這使得得泥坯中中的石英英、云母母、長石石等粘土土礦物發(fā)發(fā)生高溫溫轉(zhuǎn)變。此后，人們對(duì)對(duì)陶器的的選料和和燒成條條件不斷斷實(shí)踐，使我國國早期的的陶瓷工工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)

5、遠(yuǎn)領(lǐng)先于于世界其其它地區(qū)區(qū)2,3。普通泥泥質(zhì)陶具具容易破破碎，我我國先民民又發(fā)明明了在泥泥土中加加入一定定量的砂砂，由于于在粘土土中加砂砂燒制成成夾砂陶陶器，使使材質(zhì)的的膨脹系系數(shù)降低低，抗冷冷熱穩(wěn)定定性大大大提高。夾砂陶陶器在很很多新石石器時(shí)代代的遺址址均有發(fā)發(fā)現(xiàn)。 在夏朝朝和商朝朝時(shí)期，我國古古代先民民也開始始認(rèn)識(shí)金金屬、加加工金屬屬以及冶冶鑄金屬屬。人類類應(yīng)用銅銅的歷史史可追溯溯到公元元前72250年年以前4。退火工工藝的發(fā)發(fā)明應(yīng)該該說是人人類金屬屬熱處理理的開端端。研究究表明早早期的銅銅及其合合金不經(jīng)經(jīng)過退火火是不適適宜進(jìn)行行大形變變量加工工的55。銅銅及其合合金容易易發(fā)生加加工硬化化

6、，中間間退火產(chǎn)產(chǎn)生再結(jié)結(jié)晶使銅銅合金軟軟化，以以便進(jìn)行行進(jìn)一步步的加工工，這一一技術(shù)以以后廣泛泛應(yīng)用于于制造兵兵器和生生活器具具6。國外外采用鍛鍛造和退退火的工工藝對(duì)青青銅進(jìn)行行加工處處理很早早就已經(jīng)經(jīng)出現(xiàn)7。中國古古代先民民應(yīng)用銅銅及其合合金的歷歷史要晚晚于兩河河流域。根據(jù)發(fā)發(fā)掘出的的早期器器物，有有的認(rèn)為為我國約約于公元元前5千千年已有有冶金術(shù)術(shù)的萌生生8。迄今今所知的的中國最最早的金金屬遺物物是臨潼潼姜寨屬屬仰韶文文化半坡坡類型一一期遺址址發(fā)掘的的銅片、管。此此外，還還有山東東大汶口口文化遺遺址出土土的距今今約60000年年的紅銅銅屑和遼遼寧建平平出自牛牛河梁紅紅山文化化遺址的的紅銅環(huán)環(huán)

7、等?？煽梢哉J(rèn)為為在大約約公元前前7千年年至第三三千紀(jì)出出現(xiàn)的遠(yuǎn)遠(yuǎn)古的金金屬遺物物已經(jīng)表表明金屬屬技術(shù)在在這塊土土地上開開始萌生生。尤其其是公元元前3千千年后半半葉的龍龍山文化化時(shí)期，中國有有關(guān)的出出土銅器器有111類500多件。龍山文文化時(shí)期期的銅器器都屬于于刀、錐錐、鑿、鉆一類類的小件件工具和和飾物，其成形形方法用用鑄造或或鍛造，有的刃刃具在加加工中可可能經(jīng)過過退火處處理99。原原北京鋼鋼鐵學(xué)院院冶金史史組110對(duì)對(duì)由甘肅肅永靖秦秦魏家遺遺址出土土的約公公元前117000年的青青銅錐的的分析表表明，其其基體組組織為再再結(jié)晶固固溶體，晶粒粗粗大，+共析組組織沿加加工方向向變形，很明顯顯該組織織

8、經(jīng)歷過過再結(jié)晶晶退火。古代兵兵器如劍劍、戢、斧、戈戈等，需需要進(jìn)行行鍛打成成鋒刃，為防止止鍛造過過程中的的開裂，須采用用鍛間退退火處理理?！板懩嗣辍笔巧讨苤軙r(shí)期有有關(guān)制作作兵器的的記載，有效地地應(yīng)用退退火技術(shù)術(shù)，才能能制作出出制型復(fù)復(fù)雜、鋒鋒利異常常的寶劍劍。 退火還還在隕石石加工中中被應(yīng)用用。隕鐵鐵實(shí)際上上屬高鐵鐵鎳合金金。居住住在兩河河流域的的人類從從公元前前30000多年年以前就就開始使使用這一一“天賜”的金屬屬。為了了制造刀刀具或小小件物品品，他們們采用了了退火或或鍛造工工藝88。這這是人類類最早的的鋼鐵熱熱處理。我國在在商周遺遺址中共共發(fā)現(xiàn)了了七件隕隕鐵制品品144，有有經(jīng)過鍛鍛

9、造和退退火加工工的痕跡跡。其中中年代最最久的是是19772年河河北藁城城臺(tái)西村村商代遺遺址出土土的屬公公元前114世紀(jì)紀(jì)的鐵刃刃銅鉞。在鐵刃刃中有高高、低鎳鎳層狀組組織，確確認(rèn)系采采用含鎳鎳較高的的隕鐵鍛鍛制而成成。另有有一件是是19777年在在北京平平谷縣劉劉家河村村的商代代墓葬中中發(fā)現(xiàn)鐵鐵刃銅鉞鉞。其中中的鐵刃刃被鍛造造成2毫毫米左右右厚的薄薄片。這這一鐵刃刃銅鉞明明顯是經(jīng)經(jīng)歷過鍛鍛造和退退火加工工。相比比之下，中國的的隕鐵加加工較兩兩河流域域晚些，這些制制品的退退火加工工是否是是中國先先民所為為，在國國際考古古學(xué)界仍仍有爭(zhēng)議議。國外外有相當(dāng)當(dāng)多的學(xué)學(xué)者認(rèn)為為，這一一件物品品很有可可能是從

10、從中東或或亞洲其其它地區(qū)區(qū)引入的的，他們們認(rèn)為中中國用鐵鐵歷史較較短，在在當(dāng)時(shí)還還沒有能能力進(jìn)行行類似的的金屬加加工111。 退火在在商代被被用于自自然金的的加工。自然金金主要來來源于天天然金塊塊和砂金金的熔塊塊。金的的早期一一個(gè)重要要用途是是做成很很薄的金金葉或金金片，來來裝飾器器物。國國外早期期通常采采用冷加加工使金金片的厚厚度減到到百 分分之幾毫毫米。中中國出土土的金制制品多為為飾物，如金臂臂釧、金金耳墜、金珥、金葉等等，出土土的商代代遺存中中還有相相當(dāng)薄的的金箔。如安陽陽大司空空殷商墓墓出土的的金箔，其厚度度為0.010.0001mmm，經(jīng)經(jīng)原北京京鋼鐵學(xué)學(xué)院冶金金史教研研室分析析，其

11、晶晶粒大小小均勻、晶界平平直，認(rèn)認(rèn)為是采采用鍛打打和退火火工藝制制成的12。由于于中國早早期在建建筑等方方面的大大面積裝裝飾需要要，促使使中國工工匠在金金箔的加加工中應(yīng)應(yīng)用了退退火處理理。退火火的應(yīng)用用，使中中國商代代就擁有有金箔。 周朝，特別是是春秋戰(zhàn)戰(zhàn)國時(shí)期期，是我我國的冶冶鐵術(shù)的的肇始時(shí)時(shí)期。這這期間出出現(xiàn)了固固體滲碳碳制鋼術(shù)術(shù)。固體體滲碳是是采用將將工件埋埋入固體體滲碳物物質(zhì)中進(jìn)進(jìn)行處理理的工藝藝技術(shù)，它是最最古老的的熱處理理技術(shù)之之一。中中國固體體滲碳處處理大約約開始于于春秋時(shí)時(shí)期，其其年代大大約在公公元前77至前66世紀(jì)左左右，這這是金屬屬化學(xué)熱熱處理的的開端。固體滲滲碳鋼可可以制

12、作作更加鋒鋒利、細(xì)細(xì)長的兵兵器，是是換代的的兵器材材料。中中國古代代的文獻(xiàn)獻(xiàn)越絕絕書對(duì)對(duì)此有描描述，“黃帝之之時(shí)，以以玉為兵兵，禹穴穴之時(shí)，以銅為為兵，當(dāng)當(dāng)此之時(shí)時(shí)(文中中指春秋秋時(shí)期，筆者注注)，做做鐵兵，威服三三軍”。固體體滲碳制制鋼在我我國的應(yīng)應(yīng)用比國國外制鐵鐵業(yè)的發(fā)發(fā)源地落落后了大大約十個(gè)個(gè)世紀(jì)。采用固固體滲碳碳法制取取的產(chǎn)品品被稱為為快煉鐵鐵。我國國出土的的塊煉鐵鐵實(shí)物不不多，考考古證實(shí)實(shí)在春秋秋晚期墓墓葬中已已經(jīng)出現(xiàn)現(xiàn)中碳的的塊煉鐵鐵滲碳鋼鋼。如對(duì)對(duì)湖南長長沙楊家家山出土土的春秋秋晚期鋼鋼劍的分分析表明明8，其含含碳量為為0.55左右右，屬塊塊煉鐵滲滲碳鋼制制品，其其年代為為公元前

13、前6世紀(jì)紀(jì)左右。 戰(zhàn)國時(shí)時(shí)期，我我國古代代熱處理理的一項(xiàng)項(xiàng)舉世矚矚目的成成就是發(fā)發(fā)明了鑄鑄鐵柔化化術(shù)。經(jīng)經(jīng)大量的的考古證證實(shí)，我我國鑄鐵鐵的發(fā)明明大約在在春秋中中期。迄迄今發(fā)掘掘出年代代最早的的鑄鐵殘殘片是在在山西天天馬曲村晉晉文化 墓葬中中出土的的。屬于于戰(zhàn)國早早期用白白口鑄鐵鐵制成的的產(chǎn)品亦亦發(fā)掘出出十余件件133。中中國工匠匠為了克克服白口口 鑄鐵鐵的脆性性，大約約于公元元前五世世紀(jì)發(fā)明明了適用用于鑄鐵鐵柔化處處理的退退火技術(shù)術(shù)，在河河南洛陽陽戰(zhàn)國早早期 灰灰坑出土土的鐵錛錛，其內(nèi)內(nèi)部組織織為萊氏氏體，表表面有約約1毫米米左右的的珠光體體帶。珠珠光體層層的存在在，使白白口鑄鐵鐵具有韌韌性

14、，很很明顯這這是通過過退火處處理得到到的組織織。與鐵鐵錛同坑坑出土還還有一個(gè)個(gè)鐵 。這一鐵鐵已基本本繡蝕，其殘部部經(jīng)金相相檢驗(yàn)表表明，其其基體組組織為鐵鐵素體脫脫碳層，石墨組組織為比比較完善善的團(tuán)絮絮狀退火火石墨?？梢哉J(rèn)認(rèn)為這是是通過退退火得到到的展性性鑄鐵。據(jù)分析析其大約約是經(jīng)過過在9000或稍高高的溫度度下，進(jìn)進(jìn)行長時(shí)時(shí)間的退退火，使使?jié)B碳體體分解，得到團(tuán)團(tuán)絮狀的的石墨，歐洲同同類型的的可鍛鑄鑄鐵的出出現(xiàn)是在在17220年之之后114。 根據(jù)文文物考古古分析，中國古古代淬火火技術(shù)可可能最早早被應(yīng)用用于塊煉煉鐵中。考古發(fā)發(fā)掘的一一件淬火火實(shí)物15是河北北易縣燕燕下都武武陽臺(tái)村村戰(zhàn)國晚晚期遺址

15、址出土的的鋼劍。其含碳碳量為00.50.6，整支劍劍身由高高碳層與與低碳層層相間組組成，刃刃部主要要由淬火火馬氏體體所構(gòu)成成。這是是典型的的塊煉滲滲碳鋼疊疊打鍛造造的淬火火組織。經(jīng)過鍛鍛打塊煉煉鐵，鐵鐵吸收了了炭份，減少了了夾雜物物就成為為鋼。這這種鋼組組織緊密密、碳分分均勻，適用于于制作兵兵器和刀刀具。這這一煉鋼鋼技術(shù)的的進(jìn)一步步發(fā)展是是“百煉鋼鋼”技術(shù)。對(duì)戰(zhàn)國國時(shí)期的的鋼鐵制制品的金金相分析析還發(fā)現(xiàn)現(xiàn)鋼鐵內(nèi)內(nèi)部有類類似回火火和正火火的組織織，我國國工匠可可能在無無意之間間應(yīng)用了了類似于于回火和和正火的的工藝，從而拓拓展了鋼鋼鐵制品品的用途途。 中國古古代金屬屬表面處處理主要要有“鎏金”、“

16、鎏銀”和鍍錫錫。最常常用的是是汞齊法法，即將將被鍍金金屬溶于于水銀中中，然后后采用擦擦涂的方方法將其其被覆于于基材之之上。該該技術(shù)一一般應(yīng)用用于銅器器的裝飾飾處理。已知早早期的鎏鎏金物件件為山東東曲阜出出土的長長臂銅猿猿，墓葬葬年代為為春秋戰(zhàn)戰(zhàn)國之交交。陶弘弘景后來來對(duì)汞齊齊的作用用指出： “水銀能能消化金金、銀，使成泥泥，人以以鍍物是是也?！敝袊殴糯牟２Ａе圃煸煨g(shù)也是是在周朝朝開始發(fā)發(fā)展起來來的。119766年在陜陜西省寶寶雞茹家家莊地區(qū)區(qū)發(fā)掘出出的西周周都市遺遺址中，發(fā)現(xiàn)四四種不同同形式的的玻璃扁扁株和綠綠色玻璃璃管狀項(xiàng)項(xiàng)鏈。此此外，還還在金村村、長沙沙、輝縣縣等地戰(zhàn)戰(zhàn)國墓葬葬中，出出

17、土過一一批白色色、翠綠綠色、暗暗綠色的的玻璃制制品，色色澤美觀觀，大都都半透明明。據(jù)分分析，它它們大多多是含鉛鉛、鋇量量較高的的“鉛鋇玻玻璃”。與西西方常見見的“鈉鈣玻玻璃”在成分分上有很很大的差差異?！般U鋇玻玻璃”的加工工溫度低低，雖具具備多彩彩、晶瑩瑩的特點(diǎn)點(diǎn)，但有有易碎、透明度度差的缺缺點(diǎn)。 秦漢兩兩朝是我我國冶鐵鐵規(guī)模蓬蓬勃發(fā)展展的時(shí)期期，西漢漢的豎爐爐已發(fā)展展到相當(dāng)當(dāng)規(guī)模，南陽出出土的鑄鑄鐵爐耐耐火磚的的復(fù)原情情況表明明，當(dāng)時(shí)時(shí)的豎爐爐高約33-4米米，直徑徑2米，東東漢的太太守杜詩詩還發(fā)明明了鼓風(fēng)風(fēng)工效大大得多的的水排。而且在在兩漢時(shí)時(shí)期，炒炒鋼技術(shù)術(shù)已經(jīng)普普及，用用此技術(shù)術(shù)可生產(chǎn)

18、產(chǎn)出熟鐵鐵。相應(yīng)應(yīng)的古代代熱處理理加工也也出現(xiàn)了了全面發(fā)發(fā)展的狀狀況。這這時(shí)期的的工匠在在掌握和和應(yīng)用鋼鋼鐵退火火加工方方面取得得很大進(jìn)進(jìn)步。除除了對(duì)鍛鍛鋼件實(shí)實(shí)施中間間退火以以外，以以退火作作為最終終的熱處處理手段段看來也也被古代代工匠所所采用。滿城11號(hào)漢墓墓和呼和和浩特二二十家子子出土的的同時(shí)代代的鎧甲甲片都是是塊煉鐵鐵材料，從其表表層的顯顯微組織織觀察，為鐵素素體組織織，其最最終的處處理工藝藝應(yīng)屬于于退火工工藝。此此外，原原北京鋼鋼鐵學(xué)院院冶金史史研究室室對(duì)河南南出土的的1888件漢代代鐵器進(jìn)進(jìn)行過金金相普查查。結(jié)果果表明被被普查的的鐵器的的40屬鑄鐵鐵經(jīng)脫碳碳處理而而制取的的鋼件，其

19、中大大部分的的農(nóng)具的的顯微組組織均為為珠光體體和滲碳碳體，甚甚至有一一部分滲滲碳體已已經(jīng)球化化。依此此可以看看出，古古代工匠匠對(duì)中、高碳鋼鋼實(shí)施的的是在7723附近長長時(shí)間的的退火，他們采采用了這這種方法法在某些些情況下下獲得了了球化退退火組織織166。脫脫碳處理理是一種種化學(xué)熱熱處理。這一技技術(shù)秦漢漢兩朝被被大量應(yīng)應(yīng)用來加加工白口口鐵?；一铱阼F內(nèi)內(nèi)部的石石墨成片片狀，是是性能較較好的鑄鑄鐵，當(dāng)當(dāng)代的灰灰口鐵是是靠添加加促進(jìn)石石墨化元元素和控控制冷卻卻速度實(shí)實(shí)現(xiàn)的。中國古古代則很很早就獲獲得灰口口組織。北京鋼鋼鐵學(xué)院院冶金史史教研室室曾經(jīng)普普查了漢漢代的鐵鐵器，發(fā)發(fā)現(xiàn)在鑄鑄造生鐵鐵中灰口口鐵占

20、221、麻口鐵鐵占4%，他們們認(rèn)為漢漢代灰口口鐵的生生產(chǎn)已屬屬成熟的的工藝，麻口鐵鐵則是生生產(chǎn)灰口口鐵時(shí)偶偶然得到到的116。古代工工匠似乎乎已經(jīng)知知道灰口口鐵的性性能特點(diǎn)點(diǎn)，在滿滿城漢墓墓出土的的公元前前1122年的車車軸，用用的就是是灰口鐵鐵，其組組織中有有石墨，可起耐耐磨和減減摩的作作用。這這是發(fā)掘掘出的最最早的灰灰口鐵。由于古古代的灰灰口鐵含含硅量低低于現(xiàn)代代的灰口口鐵，灰灰口組織織的獲得得很可能能是灰口口化的退退火處理理的產(chǎn)物物。當(dāng)然然，漢代代灰口鐵鐵也有可可能是依依靠控制制凝固的的冷卻速速度而得得到。但但更可能能是對(duì)鑄鑄鐵采用用了在窯窯爐中高高溫退火火的方法法。更值值得注意意的是在

21、在被普查查的鐵器器的內(nèi)部部出現(xiàn)了了球墨組組織。球球狀石墨墨是在鑒鑒定澠池池漢魏窖窖藏鐵器器時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的。我我國的考考古工作作者通過過對(duì)某些些具有球球墨組織織的鐵器器的分析析表明，其球狀狀石墨的的形貌、結(jié)構(gòu)及及力學(xué)性性能與現(xiàn)現(xiàn)代靠添添加球化化劑獲得得的石墨墨無異。球化等等級(jí)達(dá)到到現(xiàn)代球球墨鑄鐵鐵金相標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的112級(jí)。而國外外的研究究者是在在19442年對(duì)對(duì)意外獲獲得的高高韌性鑄鑄鐵的金金相觀察察后才進(jìn)進(jìn)而確定定出鑄鐵鐵的球墨墨化退火火工藝17。漢代代在淬火火方面也也取得很很大成就就。這時(shí)時(shí)期發(fā)明明的“百煉鋼鋼”的主要要用于制制造兵器器的技術(shù)術(shù)。百煉煉鋼折疊疊、鍛打打次數(shù)很很多，碳碳分比較較多，組組

22、織更加加細(xì)密，成份更更加均勻勻，所以以鋼的質(zhì)質(zhì)量有很很大提高高。在西西漢中晚晚期，我我國又出出現(xiàn)了新新的煉鋼鋼技術(shù)“炒鋼”，這是是在生鐵鐵冶鑄技技術(shù)的基基礎(chǔ)上發(fā)發(fā)展起來來的一種種煉鋼新新技術(shù)。炒鋼技技術(shù)是煉煉鋼技術(shù)術(shù)的一項(xiàng)項(xiàng)突破，它能提提供大量量廉價(jià)、優(yōu)質(zhì)的的熟鐵或或鋼，滿滿足生產(chǎn)產(chǎn)和戰(zhàn)爭(zhēng)爭(zhēng)的需要要。炒鋼鋼的出現(xiàn)現(xiàn)也大大大促進(jìn)了了百煉鋼鋼技術(shù)的的發(fā)展，人們可可以以炒炒鋼為原原料，經(jīng)經(jīng)過反復(fù)復(fù)加熱、折疊、鍛打成成質(zhì)量很很好的鋼鋼件。在在山東臨臨沂蒼山山出土的的安帝永永初六年年的環(huán)首首鋼刀和和徐州銅銅山出土土的章帝帝建初二二年的鋼鋼劍，分分別記有有“三十 ”和“五十 ”的字樣樣。這期期間古代代工匠

23、還還發(fā)明了了局部淬淬火，對(duì)對(duì)徐州獅獅子山楚楚王陵出出土的44件鑿刀刀的金相相分析”表明明，該44件鑿刀刀都經(jīng)過過對(duì)刀頭頭的局部部淬火處處理，以以獲得刀刀頭硬、刀體韌韌的效果果。對(duì)在在山東蒼蒼山漢墓墓出土的的環(huán)首鋼鋼刀、陜陜西扶風(fēng)風(fēng)漢墓鋼鋼劍和漢漢代劉勝勝錯(cuò)金書書刀的分分析也表表明，這這些刀劍劍僅在刃刃部觀察察到馬氏氏體，劍劍的脊部部未見淬淬火組織織。 魏晉和和南北朝朝時(shí)期，我國在在淬火劑劑的掌握握和應(yīng)用用方面取取得很大大突破。三國時(shí)時(shí)期的蒲蒲元明確確指出水水質(zhì)對(duì)淬淬火的影影響。太平御御覽引引蒲元元傳中中有說蒲蒲元“熔金造造器特異異常法。刀成，自言漢漢水鈍弱弱，不任任淬用。蜀江爽爽烈，乃乃命人于

24、于成都取取之。”不同的的水質(zhì)對(duì)對(duì)淬火的的影響不不可否認(rèn)認(rèn)，但在在蒲元元傳中中可能是是過分強(qiáng)強(qiáng)調(diào)了。然而有有趣的是是在十五五個(gè)世紀(jì)紀(jì)以后西西方國家家居然出出現(xiàn)了與與上述故故事雷同同的美國國到英國國取水淬淬火的事事件。我我國對(duì)淬淬火技術(shù)術(shù)有重大大貢獻(xiàn)的的另一人人是南北北朝的綦綦毋懷文文。北北史藝術(shù)列列傳指指出“懷文造造宿鐵刀刀，其法法燒生鐵鐵精，以以重柔鋌鋌，數(shù)宿宿則成剛剛。以柔柔鐵為刀刀脊，浴浴以五牲牲之溺，淬以五五牲之脂脂，斬過過三十札札。” 五牲牲之脂是是動(dòng)物油油，淬火火應(yīng)力小小、變形形開裂傾傾向小。文中還還可見綦綦毋懷文文創(chuàng)造性性地提出出了采用用尿液的的淬火工工藝。五五牲之溺溺是含鹽鹽水，

25、冷冷卻能力力強(qiáng)、淬淬硬層深深。令人人們感興興趣的是是，如何何來理解解文中提提及的“浴以五五牲之溺溺，淬以以五牲之之脂”，如果果是雙液液淬火，則這一一出現(xiàn)在在公元66世紀(jì)的的淬火技技術(shù)則是是一個(gè)重重要的突突破。 中國瓷瓷器的制制作有悠悠久的歷歷史。一一般認(rèn)為為，青瓷瓷作為瓷瓷器的代代表是在在三國時(shí)時(shí)期誕生生的。它它的制作作是將高高嶺土做做成瓷坯坯，在其其中摻入入酸性氧氧化物，經(jīng)攝氏氏10000的高溫溫煅燒，成為瓷瓷器。實(shí)實(shí)際上在在新石器器時(shí)代晚晚期，中中國古代代先民用用瓷土作作原料，在高溫溫?zé)傻牡目碳y白白陶和印印紋硬陶陶，是原原始瓷器器出現(xiàn)的的基礎(chǔ)。解放后后，從遍遍及南北北的墓葬葬中，出出土了

26、許許多東漢漢、三國國、兩晉晉時(shí)代的的青瓷器器皿。從從這些出出土的青青瓷來看看，由于于普遍地地采用了了優(yōu)質(zhì)的的礦物原原料作為為坯體，而且在在胎骨中中酸性氧氧化物二二氧化硅硅相對(duì)地地增加了了，堿性性氧化物物氧化鈣鈣、氧化化鎂、氧氧化鈉等等都相對(duì)對(duì)地減少少，這種種情況導(dǎo)導(dǎo)致青瓷瓷燒成溫溫度不斷斷提高。在高溫溫下燒結(jié)結(jié)的青瓷瓷器，其其胎骨的的?；坛潭雀?，而且由由于坯料料加工精精細(xì)，其其他雜質(zhì)質(zhì)很少，同時(shí)在在其表面面施一層層青色玻玻璃質(zhì)釉釉，使得得這種青青瓷制品品異常美美觀、堅(jiān)堅(jiān)硬，標(biāo)標(biāo)志著中中國陶瓷瓷生產(chǎn)進(jìn)進(jìn)入一個(gè)個(gè)新的時(shí)時(shí)代。 宋元時(shí)時(shí)期古代代工匠除除了采用用百煉鋼鋼技術(shù)以以外，還還采用了了熟鐵和

27、和生鐵合合煉的技技術(shù)?！皥F(tuán)鋼”和“灌鋼”技術(shù)，實(shí)際上上都屬于于液體滲滲碳制鋼鋼法。北北宋的沈沈括在夢(mèng)溪筆筆談中中描述了了團(tuán)鋼的的制備方方法，是是“用柔鐵盤屈之之，乃以以生鐵陷其間間，泥封封煉之，鍛令相相入，謂謂之團(tuán)鋼”。液體體滲碳與與固體滲滲碳比較較，有滲滲速快、滲層厚厚度均勻勻和產(chǎn)品品質(zhì)量穩(wěn)穩(wěn)定等的的優(yōu)點(diǎn)。具有冶冶煉生鐵鐵堅(jiān)實(shí)基基礎(chǔ)的中中國古人人獨(dú)創(chuàng)了了以熔融融生鐵為為滲碳劑劑的液體體滲碳方方法，極極大地推推進(jìn)了我我國古代代的鋼鐵鐵制造業(yè)業(yè)。液體體滲碳究究竟始于于何時(shí)，目前尚尚不清楚楚，很有有可能吳越春春秋描描繪的“三百人人鼓橐裝裝炭，金金鐵乃濡濡”就是液液體滲碳碳的開端端。采用用液體滲滲碳

28、方法法制取“灌鋼”的技術(shù)術(shù)可能很很早，西西晉的張張協(xié)有“楚之陽陽劍，歐歐冶所營營，乃煉煉乃爍，萬辟千千灌”。這里里所謂“灌”，可能能指的是是“灌鋼”，到宋宋代，灌灌鋼流行行全國，已經(jīng)取取代炒鋼鋼和百煉煉鋼，成成為當(dāng)時(shí)時(shí)主要的的煉鋼方方法。這這是我國國古代熱熱處理技技術(shù)的一一項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)創(chuàng)性的成成就。 明清時(shí)時(shí)期，中中國古代代工匠采采用了許許多熱處處理技術(shù)術(shù)。有關(guān)關(guān)的記載載很多。如明代代宋應(yīng)星星的天天工開物物、明明代方以以智的物理小小識(shí)、清代徐徐壽基的的續(xù)廣廣博物志志和清清代陳克克恕的篆刻緘緘度等等。這時(shí)時(shí)期我國國工匠在在淬火的的控制火火候上也也有所發(fā)發(fā)明，如如采用預(yù)預(yù)冷淬火火。預(yù)冷冷淬火對(duì)對(duì)減小刀刀

29、具的畸畸變、提提高刀具具的強(qiáng)韌韌性有益益處。明明代宋應(yīng)應(yīng)星的天工開開物中中有對(duì)采采用預(yù)冷冷淬火技技術(shù)制蹉蹉的記載載：“以已健健劃成縱縱斜文理理，劃時(shí)時(shí)斜向入入，則方方成焰。劃后燒燒紅，退退微冷，入水健健。”其中“退微冷冷”，就是是預(yù)冷淬淬火工藝藝。 在化學(xué)學(xué)熱處理理方面，在應(yīng)用用液體滲滲碳方法法制鋼方方面又有有了很大大進(jìn)展，這時(shí)采采用所謂謂的“生鐵淋淋口”技術(shù)，生產(chǎn)的的鋼材被被稱為“蘇鋼”。宋應(yīng)應(yīng)星在錘鍛篇中提提及采用用液體滲滲碳法對(duì)對(duì)鋤具進(jìn)進(jìn)行表面面處理的的工藝。鋤用“熟鐵鍛鍛成，熔熔化生鐵鐵淋口，入水淬淬健，即即成剛勁勁?！笨梢钥纯闯觯撛摴に囀鞘菍z具具在熔化化生鐵中中滲碳，目的是是使其

30、表表面成為為高碳鋼鋼，經(jīng)淬淬火后得得到馬氏氏體而強(qiáng)強(qiáng)化。在在固體滲滲碳處理理上采用用燜熬法法固體滲滲碳工藝藝。明代代宋應(yīng)星星的天天工開物物中記記載了一一種燜熬熬法固體體滲碳技技術(shù)，他他寫道：“凡針，先錘鐵鐵為細(xì)條條。用鐵鐵尺一根根，錐成成線眼，抽過條條鐵成線線，逐寸寸剪斷成成針。先先蹉其末末成穎，用小槌槌敲扁其其本，剛剛錐穿鼻鼻，復(fù)蹉蹉其外。然后入入釜，慢慢火炒熬熬。炒后后以土末末松木火火矢、豆豆豉三物物罨蓋，下用火火蒸?！笨芍?dāng)當(dāng)時(shí)的滲滲碳是在在釜中進(jìn)進(jìn)行的，采用釜釜外供熱熱方式，固體滲滲碳劑中中松木火火矢是一一種木炭炭，同書書有說明明火矢是是木材經(jīng)經(jīng)“不閉穴穴火”所獲產(chǎn)產(chǎn)物，是是主要的的滲

31、入劑劑：豆豉豉也是含含碳物質(zhì)質(zhì)是輔助助滲入劑劑：土末末是分散散劑，對(duì)對(duì)防止含含碳物質(zhì)質(zhì)的相互互黏結(jié)和和炭黑的的析出有有一定的的作用。這與當(dāng)當(dāng)今的裝裝箱固體體滲碳方方法如出出一轍。固液液滲碳處處理不同同于固體體或液體體滲碳，它是以以固態(tài)物物質(zhì)為骨骨架或載載體、液液態(tài)物質(zhì)質(zhì)為滲劑劑的滲碳碳方式。最常見見的固液滲碳碳工藝是是膏體法法滲碳，是將含含碳物質(zhì)質(zhì)混和于于粘性物物質(zhì)中，形成膏膏體，涂涂于工件件表面，在后續(xù)續(xù)的加熱熱處理中中，碳滲滲入工件件表面。為了要要在涂膏膏中獲得得液相，一般在在膏體中中都要添添加鹽類類，鹽在在6000-9000經(jīng)常呈呈熔融態(tài)態(tài)。便便民圖篡篡提及及：“羊角、亂發(fā)俱俱煅灰，細(xì)研

32、，水調(diào)，涂刀口口，燒紅紅，磨之之?！毖蚪?、亂發(fā)經(jīng)經(jīng)煅燒后后主要成成分為氧氧化鈣、碳酸鈣鈣和未充充分燃燒燒的生物物角質(zhì)，這些物物質(zhì)含碳碳。其中中氧化鈣鈣、碳酸酸鈣主要要是被用用作為載載體，而而未充分分燃燒的的生物角角質(zhì)為含含碳滲入入劑。明明代物物理小識(shí)識(shí)“器用類類淬刀法法”中干脆脆用未經(jīng)經(jīng)煅燒的的生物角角質(zhì)為含含碳滲入入劑：“一以羊羊角，亂亂發(fā)為末末，調(diào)傅傅刀口，不必蟾蟾酥而自自然灰埋埋也?！逼渲醒蜓蚪?、亂亂發(fā)是主主要的含含碳物質(zhì)質(zhì)，含碳碳量高于于其灰；“蟾酥”為癩蛤蛤蟆皮下下的汁液液，是生生物油脂脂，油脂脂不僅可可做黏結(jié)結(jié)劑，也也可做滲滲碳劑：“自然灰灰”主要成成分是碳碳酸鈉。看來此此工藝開開

33、始時(shí)的的關(guān)鍵是是以蟾酥酥為添加加劑，以以后發(fā)展展成以自自然灰為為重要添添加劑的的工藝。這兩種種添加劑劑都是很很必要的的，自然然灰的應(yīng)應(yīng)用是一一個(gè)明顯顯的進(jìn)展展，不僅僅因?yàn)樽宰匀换襾韥碓聪鄬?duì)對(duì)廣泛，更重要要的是因因?yàn)樘妓崴徕c具有有明顯的的碳原子子的催滲滲效果?，F(xiàn)在液液體化學(xué)學(xué)熱處理理常用碳碳酸鈉作作為滲碳碳促進(jìn)劑劑，在膏膏體中亦亦有其催催滲效果果。 至遲到到宋代，中國傳傳統(tǒng)的金金屬箔的的制造業(yè)業(yè)已很成成熟。在在天工工開物、繪繪事瑣言言等古古籍中均均有記載載，即將將金片初初鍛后，層層疊疊入特制制的烏金金紙，扎扎成束，加以鍛鍛打和退退火。其其中間退退火處理理，可能能是連同同烏金紙紙一起置置于炭爐爐中

34、，在在約1000的溫度度下加熱熱，以消消除加工工硬化。其最終終退火處處理是利利用鍛造造的余熱熱，將金金片連同同烏金紙紙緩慢冷冷至室溫溫。因創(chuàng)創(chuàng)造性地地采用烏烏金紙間間隔、扎扎束鍛打打和退火火的獨(dú)特特工藝，才得以以制作比比國外更更薄更均均勻的金金箔。除除金箔外外，中國國古代還還有關(guān)于于銀箔的的記載。銀箔主主要用于于器物的的裝飾。元代陶陶宗儀南村輟輟耕錄中載：“凡器作作什物，以金薄薄或銀薄薄依銀匠匠所用紙紙糊罩，置金銀銀薄在內(nèi)內(nèi)，逐旋旋細(xì)切取取。鋪已已，旋漆漆上，新新綿揩拭拭牢實(shí)?！卞a箔是是用量很很大的金金屬箔，其最大大的用途途是制作作紙錢和和裝飾。關(guān)于錫錫箔的制制造在古古籍中也也有報(bào)道道。其加加

35、工制作作也是采采用層層層疊合鍛鍛打和退退火，不不同的是是古人可可能認(rèn)識(shí)識(shí)到了錫錫的表面面易形成成隔層(即氧化化層)，因此不不采取金金屬片之之間采用用紙間隔隔的辦法法。此后后，又開開發(fā)了蒸蒸汽退火火加熱技技術(shù)119。用蒸汽汽加熱可可使溫度度控制在在略高于于1000，既可可獲得很很高的延延展性，又可避避免錫箔箔過度氧氧化。 從近代代起，我我國傳統(tǒng)統(tǒng)冶鐵術(shù)術(shù)已無法法滿足市市場(chǎng)需要要，盡管管仍有地地方生產(chǎn)產(chǎn)“灌鋼”或“蘇鋼”，如在在安徽的的蕪湖、湖南的的湘潭、四川的的重慶、威遠(yuǎn)等等地人們們還在使使用這一一傳統(tǒng)技技術(shù)，但但在全國國范圍內(nèi)內(nèi)，這一一傳統(tǒng)的的液體滲滲碳制鋼鋼法不再再成為制制鋼主要要手段。我國

36、的的鋼鐵一一方面依依靠進(jìn)口口，另一一方面開開始建立立近代化化的鋼鐵鐵廠。從從18668年開開始，相相繼建成成福州船船政局鐵鐵廠、江江南機(jī)器器制造總總局煉鋼鋼廠、漢漢陽鐵廠廠漢冶萍萍煤鐵廠廠分公司司、民族族資本和和興鐵廠廠、揚(yáng)子子機(jī)器公公司鐵廠廠本溪湖湖煤鐵股股份公司司鋼鐵生生產(chǎn)廠，這些工工廠不僅僅生產(chǎn)生生鐵和熟熟鐵，還還可提供供大量的的鋼材。這時(shí)積積累長期期經(jīng)驗(yàn)所所形成的的傳統(tǒng)熱熱處理技技術(shù)仍在在金屬加加工中發(fā)發(fā)揮重要要的作用用。采用用熔融生生鐵作為為滲碳劑劑的液體體滲碳法法的表面面處理技技術(shù)還有有所發(fā)展展，這些些方法通通常稱為為“擦生”或“擦鏑”，其具具體處理理方法在在不同地地區(qū)還有有許多種

37、種。在江江西采用用的是類類似于宋宋應(yīng)星描描述的“生鐵淋淋口”技術(shù)，河北、山西、內(nèi)蒙等等地區(qū)采采用的是是“擦滲”法，東東北地區(qū)區(qū)則采用用“鋪滲”法，福福建、廣廣東則更更像是“煮滲”法。在在淬火及及回火的的工藝控控制方面面已很成成熟，如如民間在在淬火劑劑的選擇擇上和進(jìn)進(jìn)行鋼鐵鐵控冷自自回火方方面發(fā)展展了很多多技巧，如“淬黃火火”和“淬白火火”200等。在刀剪剪制造行行業(yè)中也也逐漸建建立了某某些名牌牌商號(hào)，包括北北京王麻麻子和杭杭州張小小泉等，盡管他他們不知知刀剪的的內(nèi)部組組織結(jié)構(gòu)構(gòu)，但他他們?cè)陂L長期的實(shí)實(shí)踐中總總結(jié)出來來的工藝藝技巧，使其能能達(dá)到性性能控制制的目的的，從而而生產(chǎn)的的刃具堅(jiān)堅(jiān)韌、耐耐

38、用。燜燜熬法固固體滲碳碳方法已已成為滲滲碳的重重要技術(shù)術(shù)，在近近代被華華中和華華北地區(qū)區(qū)的工匠匠所采用用，他們們所用的的“釜”是鐵鍋鍋，制備備的鋼被被稱為“燜鋼”。中國熱處處理技術(shù)術(shù)發(fā)展史史(二)唐 電、樊東黎黎1）唐電電 福州州大學(xué)教教授，福福建省熱熱處理學(xué)學(xué)會(huì)理事事長，全全國熱處處理學(xué)會(huì)會(huì)理事22）樊東東黎 教教授級(jí)高高工，全全國熱處處理學(xué)會(huì)會(huì)榮譽(yù)理理事長、中國熱熱處理行行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)榮譽(yù)理理事2、中國國的代熱熱處理進(jìn)進(jìn)展 落落千丈熱熱處理是是機(jī)械工工業(yè)中的的一基十十分重要要的基礎(chǔ)礎(chǔ)工藝，對(duì)提高高機(jī)電產(chǎn)產(chǎn)品內(nèi)在在質(zhì)量和和使用壽壽命，加加強(qiáng)產(chǎn)品品在國內(nèi)內(nèi)外市場(chǎng)場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能能力具有有舉足輕輕重的作作用

39、。但但是人們們認(rèn)識(shí)到到這一點(diǎn)點(diǎn)卻花了了相當(dāng)長長的時(shí)間間和很大大的代價(jià)價(jià)。由于于熱處理理影響的的是產(chǎn)品品的內(nèi)在在質(zhì)量，它一般般不會(huì)改改變制品品的形狀狀，不會(huì)會(huì)使人直直觀地感感到它的的必要性性，弄不不好還會(huì)會(huì)嚴(yán)重畸畸變和開開裂；破破壞制品品的表面面質(zhì)量和和尺寸精精度，致致使制造造過程前前功盡棄棄。所以以在我國國的制造造業(yè)中長長期存在在著“重冷（冷加工工）輕熱熱（熱加加工）”現(xiàn)象，以致這這個(gè)行業(yè)業(yè)一直處處于落后后狀態(tài)。 由于工工業(yè)基礎(chǔ)礎(chǔ)的薄弱弱和在戰(zhàn)戰(zhàn)爭(zhēng)中遭遭受的破破壞，我我國的熱熱處理在在40年年代還僅僅僅屬于于一種作作坊式的的生產(chǎn)，尚未形形成實(shí)質(zhì)質(zhì)性的產(chǎn)產(chǎn)業(yè)。在在工科院院校中無無熱處理理的專門門

40、學(xué)科，因而也也缺乏高高層次的的專業(yè)技技術(shù)人才才。當(dāng)時(shí)時(shí)的熱處處理操作作大都是是家傳技技藝，籠籠罩著神神秘氣氛氛，處于于十分落落后的境境地。 我國的的熱處理理產(chǎn)業(yè)起起源于550年代代初蘇聯(lián)聯(lián)援建的的1566項(xiàng)企業(yè)業(yè)。其中中的機(jī)械械工廠都都設(shè)熱處處理車間間和工段段。購買買了大批批蘇制熱熱處理設(shè)設(shè)備、包包括箱式式、井式式、鹽浴浴等300、400年代水水平的電電阻加熱熱爐，并并相應(yīng)建建立了第第一批按按蘇聯(lián)圖圖紙生產(chǎn)產(chǎn)這些類類型設(shè)備備的電爐爐廠。一一些高等等工科學(xué)學(xué)校經(jīng)過過院系調(diào)調(diào)整后、創(chuàng)建了了包括在在機(jī)械制制造工藝藝系中的的熱處理理專業(yè)，于1995419556年培培養(yǎng)出了了第一批批?？坪秃捅究频牡臒崽?/p>

41、理理專業(yè)正正式畢業(yè)業(yè)生。550年代代末和660年代代初還有有從蘇聯(lián)聯(lián)學(xué)習(xí)歸歸來一批批熱處理理專業(yè)的的留學(xué)生生。陸續(xù)續(xù)建立的的一些科科研機(jī)構(gòu)構(gòu)和專院院校，基基本上能能按照材材料和應(yīng)應(yīng)用發(fā)展展的步伐伐開展熱熱處理基基礎(chǔ)和應(yīng)應(yīng)用技術(shù)術(shù)的研究究開發(fā)，涌現(xiàn)出出一系列列的科研研成果。由此，從人才才培養(yǎng)、研究與與開發(fā)，生產(chǎn)技技術(shù)的革革新和設(shè)設(shè)備制造造等方面面初步形形成了一一個(gè)較完完整的專專業(yè)體系系。 由于科科研和生生產(chǎn)應(yīng)用用的脫節(jié)節(jié)，對(duì)革革新生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)備的的忽視以以及長期期閉關(guān)鎖鎖國造成成的目光光短淺，上世紀(jì)紀(jì)60、70年年代的機(jī)機(jī)械、冶冶金工廠廠的熱處處理生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)沒沒有出現(xiàn)現(xiàn)明顯的的進(jìn)步。直到880年代代

42、實(shí)現(xiàn)了了和國際際社會(huì)的的溝通，引進(jìn)了了先進(jìn)的的技術(shù)和和設(shè)備，一些大大型骨干干企業(yè)的的生產(chǎn)技技術(shù)有了了明顯的的改觀。2.1 熱處理理行業(yè)現(xiàn)現(xiàn)狀 據(jù)中國國熱處理理行業(yè)協(xié)協(xié)會(huì)在制制訂國家家熱處理理行業(yè)“十一，五”規(guī)劃時(shí)時(shí)的調(diào)查查，20003年年我國的的熱處理理概括起起來有以以下幾方方面的基基本情況況：2.1.1 企企業(yè)總數(shù)數(shù) 全國全全能企業(yè)業(yè)熱處理理廠、分分廠、車車間、股股份制、民營熱熱處理企企業(yè)約1150000家。其中全全民所有有制企業(yè)業(yè)約占880%，有1220000家；個(gè)個(gè)體民營營和股份份制企業(yè)業(yè)占200%，約約30000家。由于內(nèi)內(nèi)地許多多地區(qū)在在進(jìn)行國國營中小小企業(yè)改改制，華華東、華華南沿海

43、海城市民民營企業(yè)業(yè)仍在不不斷涌現(xiàn)現(xiàn)，也有有不少外外資企業(yè)業(yè)準(zhǔn)備在在沿海城城市設(shè)熱熱處理加加工廠，“十五”后期民民營與股股份制企企業(yè)總數(shù)數(shù)仍會(huì)繼繼續(xù)上升升。2.1.2 熱熱處理員員工總數(shù)數(shù) 按全國國熱處理理廠點(diǎn)1150000家，每家平平均員工工25人人計(jì)，全全國員工工總數(shù)約約37萬萬人。其其中，企企業(yè)技術(shù)術(shù)人員比比例平均均 為88%，約約37萬萬人；管管理人員員約9%，約33.3萬萬人。2.1.3 熱熱處理加加熱設(shè)備備總數(shù) 按企業(yè)業(yè)數(shù)占全全國企業(yè)業(yè)總數(shù)的的5%計(jì)計(jì)，反算算得出的的全國熱熱處理加加熱設(shè)備備（以775kWW為一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)）約155萬臺(tái)，裝機(jī)容容量1111066kW。2.1.4熱處處理生

44、產(chǎn)產(chǎn)能力 設(shè)每臺(tái)臺(tái)設(shè)備平平均生產(chǎn)產(chǎn)率為1100kkw/hh，全國國平均11.5班班工作制制，155萬臺(tái)加加熱設(shè)備備的年生生產(chǎn)能力力近4551066t。2.1.5熱處處理能源源消耗 設(shè)熱處處理加熱熱設(shè)備的的平均利利用率為為30%，全國國平均11.5班班工作制制，155萬臺(tái)設(shè)設(shè)備的每每年實(shí)際際熱處理理生產(chǎn)量量為133.51066t，消消耗電總總量為99.91099kW.h。2.1.6熱處處理年?duì)I營業(yè)額 在調(diào)查查中，熱熱處理加加工的平平均價(jià)格格為2.30元元/kgg。按全全年實(shí)際際產(chǎn)量113.551066t計(jì)，全國熱熱處理年年?duì)I業(yè)額額約3110億元元。若以以平均利利潤率110%計(jì)計(jì)年創(chuàng)利利潤總計(jì)計(jì)3

45、0億億元。熱熱處理行行業(yè)增值值稅率平平均達(dá)112.55%，每每年向國國家納稅稅約399億元。2.2 科研、開發(fā)和和新技術(shù)術(shù)應(yīng)用成成果2.1 物理冶冶金基礎(chǔ)礎(chǔ)研究的的進(jìn)展 結(jié)合新新工程材材料的研研究和發(fā)發(fā)揮已有有材料的的潛力，上海交交通大學(xué)學(xué)開發(fā)了了金屬相相變理論論和強(qiáng)韌韌化機(jī)理理的研究究，對(duì)馬馬氏體、貝氏體體的組織織形態(tài)、精細(xì)結(jié)結(jié)構(gòu)、預(yù)預(yù)相變機(jī)機(jī)制，形形狀記憶憶合金與與超塑合合金中相相變機(jī)制制都進(jìn)行行了深入入研究?？刂茲B滲碳、滲滲氮和熱熱過程溫溫度、應(yīng)應(yīng)力場(chǎng)的的計(jì)算機(jī)機(jī)模擬也也是上海海交通大大學(xué)上世世紀(jì)八十十年代以以來工作作的突出出方面。西安交通通大學(xué)為為根據(jù)機(jī)機(jī)器零件件服役條條件及失失效形式

46、式正確評(píng)評(píng)價(jià)選擇擇材料，長期開開展關(guān)于于材料宏宏觀性能能、微觀觀組織及及其相互互關(guān)系的的研究。周惠久久教授提提出了小小能量多多次沖擊擊理論用用以修正正一些材材料評(píng)價(jià)價(jià)和選用用的準(zhǔn)則則。結(jié)合合低碳馬馬氏體在在生產(chǎn)中中的應(yīng)泛泛應(yīng)用，取得顯顯著成效效。 哈爾濱濱工業(yè)大大學(xué)多年年來在雷雷延權(quán)教教授領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)下堅(jiān)持持了金屬屬形變強(qiáng)強(qiáng)化的理理論和實(shí)實(shí)踐的研研究，對(duì)對(duì)一定溫溫度和形形變度下下的金屬屬再結(jié)晶晶規(guī)律，形變熱熱處理后后不同組組織和性性能之間間叛亂紗紗有許多多重要結(jié)結(jié)論，并并在此基基礎(chǔ)上引引導(dǎo)和開開發(fā)了一一系列變變化學(xué)熱熱處理方方法。形形變熱處處理應(yīng)用用的典型型例子是是汽輪機(jī)機(jī)葉片和和柴油機(jī)機(jī)連桿的的鍛

47、后余余熱淬火火，既可可節(jié)約電電能，又又能提高高性能。哈爾濱濱工業(yè)大大學(xué)還在在金屬基基復(fù)合材材料、雙雙相鋼、銅基和和鐵基形形狀記憶憶合金和和陶瓷韌韌化以及及金屬和和合金的的離子鍍鍍和離子子注入等等方面取取得了突突出成就就。 北京科科技大學(xué)學(xué)在低合合金高強(qiáng)強(qiáng)鋼、微微合金鋼鋼的理論論和實(shí)踐踐，控制制軋制，非晶態(tài)態(tài)材料稀稀土元素素在鋼中中作用以以及金剛剛石薄膜膜沉積等等方面開開展了系系統(tǒng)研究究，所得得在果在在冶金行行業(yè)獲得得實(shí)際應(yīng)應(yīng)用。 特別應(yīng)應(yīng)指出的的是柯俊俊教授早早期提出出的貝氏氏體無擴(kuò)擴(kuò)散切變變機(jī)制、和阿隆隆松的擴(kuò)擴(kuò)散一臺(tái)臺(tái)階機(jī)制制在國際際上成為為分庭抗抗禮的針針鋒相對(duì)對(duì)觀點(diǎn)。徐祖耀耀、康沫沫狂

48、、俞俞德剛等等人在貝貝氏體相相變理論論和開發(fā)發(fā)貝氏體體鋼以及及貝氏體體等溫處處理方面面都有突突出貢獻(xiàn)獻(xiàn)。2.2 熱處理理生產(chǎn)技技術(shù)的進(jìn)進(jìn)步2.2.1 滲滲碳技術(shù)術(shù)的進(jìn)步步 滲碳是是汽車拖拖拉機(jī)工工業(yè)應(yīng)用用最廣的的工藝方方法之一一。500年代實(shí)實(shí)現(xiàn)了從從固體滲滲碳到井井工爐中中滴入液液體滲劑劑的氣體體滲碳的的過渡，改善了了產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量，提提高了工工效。660年代代初研制制成功LLiCll露點(diǎn)儀儀以后，首先在在井式滲滲碳爐上上實(shí)現(xiàn)了了滴入甲甲醇和丙丙酮的可可控滲碳碳。在掌掌握了吸吸熱式氣氣氛制備備方法和和研制成成功密封封滲碳爐爐以后，用露點(diǎn)點(diǎn)儀實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了密封封滲碳爐爐的碳勢(shì)勢(shì)控制。60年年代末期期研制

49、成成功紅外外線二氧氧化碳分分析儀。為了提提高碳勢(shì)勢(shì)控制精精度，在在70年年代推廣廣了紅外外儀，主主要用于于井式爐爐的滴注注式滲碳碳。目前前用滴甲甲醇和煤煤油方式式的可控控滲碳已已達(dá)到相相當(dāng)普及及的程度度。尤其其是在770年代代末、880年代代初大量量引進(jìn)滴滴注式密密封滲碳碳爐和多多種微處處理機(jī)可可編程序序控制器器碳勢(shì)控控制儀問問世以后后，在密密封多用用爐上也也廣泛應(yīng)應(yīng)用起來來了。 由于往往爐中滴滴入甲醇醇和煤油油，爐氣氣中的一一氧化碳碳成分不不穩(wěn)定，甲烷含含量也達(dá)達(dá)到1%2%程度，只用二二氧化碳碳紅外儀儀的單因因素控制制是很達(dá)達(dá)到0.005%的的控制精精度。為為此，便便研究開開發(fā)出了了二氧化化

50、碳、一一氧化碳碳和甲烷烷的多因因素碳勢(shì)勢(shì)控制的的儀器和和方法。 因?yàn)橹浦苽湮鼰釤崾綒獾牡脑咸烊蝗粴夂鸵阂夯陀蜌夤?yīng)應(yīng)緊張，而大量量使用甲甲醇，生生產(chǎn)成本本高，迫迫使工業(yè)業(yè)生產(chǎn)尋尋找別的的出路。碳分子子篩變壓壓吸附制制氮（PPSA法法）技術(shù)術(shù)的出現(xiàn)現(xiàn)為解決決這個(gè)難難題創(chuàng)造造了條件件。800年代初初期，研研制成功功國產(chǎn)碳碳分子篩篩制的同同。隨后后用氮基基氣氛、甲醇和和乙酸乙乙酯（或或煤油）的合成成氛滲碳碳法便應(yīng)應(yīng)運(yùn)而生生。與此此同時(shí)，引進(jìn)了了氣氛微微量氧（氧勢(shì)）測(cè)量、控制技技術(shù)和儀儀器。目目前應(yīng)用用氮基合合成氣氛氛和氧探探頭的爐爐氣控制制技術(shù)的的滲碳、用微處處理機(jī)控控制碳勢(shì)勢(shì)和滲層層深度的的

51、方法已已在生產(chǎn)產(chǎn)中得到到廣泛應(yīng)應(yīng)用。個(gè)個(gè)別工廠廠還引進(jìn)進(jìn)了Suuperrcarrb直生生式滲碳碳法的設(shè)設(shè)備和工工藝。目目前在汽汽車、摩摩托車、工程機(jī)機(jī)械、軸軸承、齒齒輪、緊緊固件行行業(yè)的可可控滲碳碳、碳氮氮共滲、氮碳共共滲技術(shù)術(shù)已達(dá)相相當(dāng)普及及程度。 上世紀(jì)紀(jì)80年年代以來來，本土土設(shè)備制制造企業(yè)業(yè)已能成成系列生生產(chǎn)密封封多用爐爐、推桿桿連續(xù)爐爐滲碳、淬火、清洗、回火生生產(chǎn)線和和網(wǎng)帶爐爐生產(chǎn)線線。應(yīng)運(yùn)運(yùn)而生的的尚有與與之相配配套的碳碳勢(shì)和工工藝過程程自動(dòng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的商品品生產(chǎn)供供應(yīng)。119900年代以以來，國國際知名名設(shè)備制制造企業(yè)業(yè)相繼在在國內(nèi)建建立合資資，獨(dú)資資生產(chǎn)廠廠，為熱熱處理企企業(yè)

52、提供供了可靠靠性高，價(jià)格可可以接受受的先進(jìn)進(jìn)設(shè)備。為此，也刺激激，提高高了本土土設(shè)備制制造廠的的制造水水平，為為近十年年大量涌涌現(xiàn)的民民營，股股份制專專營熱處處理加工工企業(yè)和和國營大大廠的熱熱處理技技術(shù)改造造和設(shè)備備更新創(chuàng)創(chuàng)造了好好的條件件。2.2.2 真真空熱處處理技術(shù)術(shù)的普及及 19770年代代開始研研制油、氣淬火火冷卻的的冷壁式式真空熱熱處理爐爐，19980年年代成系系列地批批量生產(chǎn)產(chǎn)。目前前本土制制造企業(yè)業(yè)已能成成系列地地提供真真空加熱熱、油氣氣淬火爐爐、低壓壓滲碳爐爐、1MMPa(10bbar)高壓氣氣淬爐、真空燒燒結(jié)爐、和釬焊焊爐。真真空淬火火、高壓壓氣淬爐爐的最高高溫度可可達(dá)13

53、350，真空空燒結(jié)爐爐最高可可達(dá)18800。各種種爐種和和爐型的的產(chǎn)量在在2000臺(tái)以上上。近幾幾年航空空工業(yè)和和模具工工業(yè)的發(fā)發(fā)展對(duì)真真空熱處處理爐、真空釬釬焊爐，特別是是真空加加熱高壓壓氣淬爐爐有大量量需求，推動(dòng)了了真空設(shè)設(shè)備制造造業(yè)的興興旺。低低壓滲碳碳和高壓壓氣淬技技術(shù)的結(jié)結(jié)合，為為車輛齒齒輪的延延壽、減減畸（變變）和降降噪提出出了新的的途徑，而體現(xiàn)現(xiàn)此先進(jìn)進(jìn)技術(shù)的的半連續(xù)續(xù)式生產(chǎn)產(chǎn)線的開開發(fā)為大大批量生生產(chǎn)的汽汽車齒輪輪熱處理理的技術(shù)術(shù)改造提提供了可可能。在在新世紀(jì)紀(jì)之初、國內(nèi)已已有數(shù)家家汽車、柴油機(jī)機(jī)齒輪制制造廠引引進(jìn)了此此類設(shè)備備和生產(chǎn)產(chǎn)線。 由于模模具對(duì)表表面質(zhì)量量和畸變變的高

54、要要求，真真空高壓壓氣淬已已幾乎成成為模具具熱處理理不可替替代的技技術(shù)。目目前在華華南和華華東沿海海，稍具具規(guī)模的的民營熱熱處理加加工企業(yè)業(yè)都擁有有至少一一臺(tái)0.4MPPa（最最多的有有6臺(tái)）的真空空加熱高高壓氣淬淬爐。在在切削刀刀具行業(yè)業(yè)，數(shù)控控和加工工中心的的廣泛應(yīng)應(yīng)用，強(qiáng)強(qiáng)烈要求求刀具具具有高的的質(zhì)量和和長的壽壽命、城城市的環(huán)環(huán)保也對(duì)對(duì)熱處理理提出更更嚴(yán)格要要求，真真空加熱熱高壓氣氣淬也因因此成為為高速鋼鋼刀具熱熱處理替替代鹽浴浴加熱淬淬火的首首選工藝藝。2.2.3 感感應(yīng)加熱熱的廣泛泛應(yīng)用 感應(yīng)加加熱技術(shù)術(shù)在汽車車、拖拉拉機(jī)、發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)工工業(yè)中得得到廣泛泛應(yīng)用。在汽車車制造中中有2000

55、多種種，近550%重重量的零零件采用用感應(yīng)加加熱淬火火，例如如曲軸、半軸、凸輪軸軸、剎車車凸輪、轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)、變速速導(dǎo)塊槽槽口、氣氣門調(diào)整整螺栓，進(jìn)排氣氣閥端頭頭、球頭頭肖等。其中東東風(fēng)汽車車公司半半軸的橫橫向磁場(chǎng)場(chǎng)加熱淬淬火是最最具代表表性的先先進(jìn)技術(shù)術(shù)。利用用橫向磁磁場(chǎng)的矩矩形感應(yīng)應(yīng)器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了半軸軸表面和和圓角的的一次加加熱淬火火，使生生產(chǎn)效率率提高數(shù)數(shù)倍、半半軸的抗抗彎扭疲疲勞強(qiáng)度度提高110倍。具有故故障報(bào)警警、診斷斷功能、由計(jì)算算機(jī)自動(dòng)動(dòng)控制的的半軸感感應(yīng)淬火火自動(dòng)生生產(chǎn)線已已多年穩(wěn)穩(wěn)定投入入生產(chǎn)。我國汽汽車工業(yè)業(yè)的感應(yīng)應(yīng)熱處理理已達(dá)到到國際先先進(jìn)水平平。 我國的的感應(yīng)電電源制造造企業(yè)自

56、自19990年代代引進(jìn)SSIT（靜電感感應(yīng)晶體體管）、1GBBT（絕絕緣柵雙雙極晶體體管）和和MOSSFETT（金屬屬氧化物物半導(dǎo)體體場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)晶體管管）全固固態(tài)晶體體管電源源以來，老式的的電子管管高頻電電源和機(jī)機(jī)式中頻頻發(fā)電機(jī)機(jī)組已逐逐步被晶晶體管電電源代替替，本土土企業(yè)生生產(chǎn)的新新式電源源已能基基本滿足足用戶企企業(yè)在功功率和頻頻率上的的要求。感應(yīng)淬淬火機(jī)床床朝柔性性化、自自動(dòng)化、智能化化方向發(fā)發(fā)展具有有識(shí)別零零件，控控制功率率、自動(dòng)動(dòng)調(diào)節(jié)工工藝參數(shù)數(shù)、故障障顯示、報(bào)警、診斷的的感應(yīng)淬淬火裝置置，在汽汽車工業(yè)業(yè)生產(chǎn)中中也逐步步推廣應(yīng)應(yīng)用。2.2.4 化化學(xué)熱處處理的潛潛力得到到發(fā)揮 除滲碳碳、

57、碳氮氮共滲以以外的化化學(xué)熱處處理，尤尤其是鋼鋼在鐵素素體狀態(tài)態(tài)下的化化學(xué)熱處處理，其其特點(diǎn)是是工件畸畸變小，對(duì)提高高機(jī)器零零件耐磨磨減摩性性能，提提高抗疲疲勞、抗抗腐蝕性性能和抗抗咬合能能力以及及節(jié)能降降耗有明明顯效果果。自上上世紀(jì)660年代代機(jī)械部部機(jī)械科科學(xué)研究究院研制制成功鹽鹽浴氮碳碳其滲（軟氮化化）和無無毒原料料氮碳共共滲，并并在生產(chǎn)產(chǎn)上應(yīng)用用以來，又陸續(xù)續(xù)開發(fā)出出碳氮硼硼三元共共滲、氨氨+吸熱熱型氣氛氛、氨+空氣、氨+二二氧化碳碳的氣體體氮碳共共滲和氮氮氧共滲滲以及低低氰鹽浴浴滲氮、拋光、氧化的的QPQQ技術(shù)和和LT鹽鹽浴氮碳碳共滲在在汽車、摩托車車、輕紡紡機(jī)，機(jī)機(jī)床，工工模具、緊固

58、件件、儀器器儀表、兵器等等行業(yè)獲獲得廣泛泛應(yīng)用。由于效效果好、成本低低，工藝藝過程簡簡單、毒毒性很小小，特別別受到上上列行業(yè)業(yè)外資企企業(yè)和外外銷產(chǎn)品品企業(yè)的的青睞。 氣體滲滲氮雖然然工藝周周期長，但因滲滲層硬度度高，提提高零件件耐磨性性效果好好，且工工件畸變變小，在在機(jī)床精精密零件件中廣泛泛應(yīng)用。上海交交通大學(xué)學(xué)潘健生生教授在在19880年代代即對(duì)控控制滲氮氮技術(shù)開開展了系系統(tǒng)研究究。通過過對(duì)氨分分解率（H2）的精確確控制，可以獲獲得預(yù)想想的鋼件件滲層含含氮量和和理想的的組織結(jié)結(jié)構(gòu)，在在生產(chǎn)中中得到推推廣應(yīng)用用。山東東工業(yè)大大學(xué)（現(xiàn)現(xiàn)為山東東大學(xué)材材料工程程學(xué)院）和江蘇蘇機(jī)械研研究所（現(xiàn)為鑄鑄

59、鍛熱處處理研究究所）在在19770年代代研發(fā)出出可得到到脆性小小的單相相Fe22B層的的固體滲滲硼法和和粒狀滲滲硼劑商商品。武武漢材料料保護(hù)研研究所亦亦于同期期開發(fā)出出硼砂鹽鹽浴滲金金屬技術(shù)術(shù)（類似似日本的的T.DD法）。二者在在提高冶冶金、礦礦山機(jī)器器零件和和模具壽壽命上充充分發(fā)揮揮出了化化學(xué)熱處處理的潛潛力。2.2.5 離離子熱處處理的盛盛行 早早在19970年年代初北北京機(jī)床床研究所所就研成成功國內(nèi)內(nèi)第一臺(tái)臺(tái)10AA離子滲滲氮試驗(yàn)驗(yàn)裝置。此后，離子滲滲氮技術(shù)術(shù)的研究究在全國國各地如如雨后春春筍船開開展起來來。對(duì)工工藝參數(shù)數(shù)、滲層層組織和和性能之之間的關(guān)關(guān)系進(jìn)行行了系統(tǒng)統(tǒng)研究，探索了了鋼中

60、含含碳量和和合金元元素以及及原始組組織、溫溫度、時(shí)時(shí)間、壓壓力、氣氣體介質(zhì)質(zhì)成分對(duì)對(duì)滲層組組織的影影響。判判明了形形成、相，+或+Fee3C復(fù)合合相化合合物層以以及無化化合物層層的條件件，測(cè)定定了鋼件件在多種種服役條條件下最最適宜的的組織形形態(tài)。這這些結(jié)論論對(duì)離子子滲氮的的擴(kuò)大應(yīng)應(yīng)用打下下了良好好的基礎(chǔ)礎(chǔ)。到119800年末全全國已有有上千臺(tái)臺(tái)離子滲滲氮設(shè)備備、數(shù)十十家離子子滲氮設(shè)設(shè)備制造造廠、興興起了一一場(chǎng)推廣廣離子滲滲氮技術(shù)術(shù)的高潮潮。 除離子子滲氮外外，許多多科研單單位、大大專院校校還開展展了離子子滲碳、碳氮共共滲、離離子軟氮氮化、硫硫氮和碳碳氮硫共共滲、離離子滲硼硼等技術(shù)術(shù)的研究究開發(fā)