为了满足多品种钢材和不同热处理工艺的需要，可控气氛的类型是很多的。
一、吸热式气氛
吸热式气氛是较为普遍应用的一种气氛。共制备方法是:将原料气(液化石油气、天然气或
城市煤气等)与空气按- -定比例混合，送入装有催化剂的、由外部供热的反应罐内进行反应,然后将反应产物迅速冷却，即制得吸热式气氛。由于这种反应需要外部供热，所以称为吸热式气氛。吸热式气氛的成分与原料气的种类有关，大致范围是: CO为20~24%, H2为30~41%，N2为38~45%，以及少量的CO2、H2O和CH,等。
吸热式气氛主婴用于气体渗碳、碳氮共渗以及碳索钢、低合金结构钢等的光亮淬火。为了解决吸热式气氛中co对Cr Si、W.Mo.Ti等元素的氧化作用，可将制得的吸热式气氛再与水燕气混合,在催化剂作用下,把CO转化成CO2,然后除去CO2和H2O，便制得主要含H2和N,以及少量CO的精制吸热式气氛。这种气氛可代替氨分解气和氢气,适用于不锈钢、硅钢、高铬镍合金等的热处理以及各种金属氧化物的还原。
二、放热式气氛
放热式气氛也是将原料气与空气按一定比例混合,送入燃烧室进行燃烧,并使燃烧产物迅速
冷却除水后得到的一-种气氛。燃烧反应过程放出大量热量，不需外部供热，因此称为放热式气氛。当空气与原斜气混合比例(简称混合比)不同时,所得气氛的组分也不同。混合比低一些,所得气氛中还原性组分CO.H2含量较高, CO2含量较低，称为浓型放热式气氛。混合比高一些，所得气氛中还原性组分CO、H2含量很少，CO2含量较高，称为淡型放热式气氛。放热式气氛的组分，如表1所示(放热式气氛中的水分含量与千燥吸附的方法有关，表中米列出)。
表1 放热式气氛的组分
名称 组分(%)
CO CO2 H2 CH4 N2 原料气
浓型放热式气氛 8~12 5~7 6~14 0.5 其余 液化石油气
淡型放热式气氛 1~3 10~12.5 1~2 0 其余 液化石油气
放热式气氛需经吸附剂(干燥剂)除水。浓型放热式气氛,适用于低碳钢的光洁退火和中碳钢的光洁淬火。淡型放热式气氛,主要用于铜、黄铜、青铜和铜镍合金等的光亮热处理。为了降低吸热式气氛中氢的含量,臧少渗碳、碳氮共渗零件的氢脆现象,可采用放热吸热式气氛。这种气氛的制备方法是,先制取放热式气氛，然后再将此放热式气氛与原料气混合，送入装有催化剂的反应罐内进行反应，再经冷却器冷却,便可制得放热-吸热式气氛。这种气氛的发生
裝置,只有一个发生炉,用放热式气氛产生的热量来加热反应罐，使吸热反应进行。这种气氛含H2和CO各为20%左右，主要用于渗碳和碳氮共渗等方面。
三、净化放热式气氛
净化放热式气氛的主要成分是N2气，所以又称这种气氛为氮基气氛。它可用放热式气氛
经分子筛净化，除去H2O和CO2而制得;有时也用氨燃烧气和制氧站的N2气来制取。根据用途，净化放热式气氛分为两类,即N2-CO-H2气氛和N2- H2气氛。净化放热式气氛具有弱还原性,它广泛用于碳钢、合金钢、不锈钢、高铬钢等的光亮或光洁退火、正火、淬火和回火等工艺。最近几年这种气氛发展较迅速，有广泛推广使用的趋势。
四、滴注式气氛
滴注式气氛是用有机液体如甲醇、乙醇、醋酸乙酯、醋酸甲酯、丙酮等直接滴入热处理炉，经裂解而形成的一种气氛;或者先滴入裂解炉进行裂解，然后再通人热处理炉使用。瘸注式气氛的性质与吸热式气氛相近,所以也广泛的用于渗碳、碳氮共渗和碳钢的光亮淬火。滴注式气氛的产气量较小,但应用滴注式气氛的设备简单、投资少,适合在中、小热处理炉上使用。一
五、氨分解气氛和其它保护气氛
(一)氨分解气氛
将氨气通入装有催化剂的反应罐内，在700~980°0温度下分解可制得此种气氛。其化学反
应式如下:
2NHs= N2+ 3H2
理论上氨分解气氛含75%H2和25%N2。这种气氛主要用来进行不锈钢、镍合金、硅钢片、
低碳高合金钢等的光亮热处理。
(二)木炭发生气
木炭发生气是将空气(有时还加少量水蒸气)鼓人炽热的木炭层,首先进行燃烧反应，然后进
行还原反应而制得。其反应式为:
燃烧反应
C+ O2= CO2+97.6千卡
还原反应
C+CO2= 2CO- 38.8千卡
C+ H2O=CO+H2- 28.3千卡
所制得气氛的组成为: 27~33%CO, 1~8%H2, 0.3~5%CO2,微量的O2和CH,其余为Nz.由于燃烧反应放出的热量，足以维持还原反应所需高温(950~1000°C)，所以制取木炭发生气一般不需外部供热;但当产气量小于10米/时时，还需外部供热，以维持还原反应所需高温。
木炭发生气是一种具有脱碳倾向的还原性气氛，可用于碳钢的正火、淬火以及可锻铸铁的退火等。为了避免木炭发生气的脱碳倾向，可往热处理炉里添加少量的天然气或液化石油气。
制取木炭发生气的设备简单，投资少,在木炭供应充足以及对零件的质量要求不高时，可以
采用木炭发生气。但由于制备这种气氛需要消耗大量木炭,气氛成分也不易控制,以及劳动条件差等缺点,所以木炭发生气现时应用很少，而逐渐被其它气氛所取代。
(三)氢气
氢气一般用蒸馏水电解制取,纯度为98~99%,含微量H2O和O2。当对氢气的纯度要求高时,使用前还需进行脱氧和除水。氢气是强还原、弱脱碳性气氛。即使干燥的氢气，在高温下也会使中碳钢和高碳钢有所脱碳。采用氢气作保护气氛时,对高碳钢和高强度钢有氢脆现象。氢气主要用于低碳钢、不锈钢等的光亮热处理,以及各种金属零件的炉内钎焊等。硅钢片最
适于在氢气中退火,使其脱碳,提高磁性。
(四)氩气和氦气
氩气是惰性气体,在空气中的体积含量为0.93%。氩气是由空气经压缩、液化和精馏而得。
瓶装氩气的典型成分是: 99%Ar, 0.098 % N, 0.001 %H2和0.001 %O2。氦气也是一种惰性气体，在空气中仅含0.0005%。天然气中含氦一般为1~2%，有的高达7~8%,所以氦气是由天然气液化制取的。这两种气体制备成本较高,价格很贵,很少用作保护加热介质。它主要用在易于吸收气体和与某些气体易起反应的少数金属和合金的热处理上，如钛合金的光亮退火、淬火和时效，锆及其合金的热处理,镍基耐热合金的时效以及某些高强度不锈钢的热处理等。
【后记】南京大学仪器厂（简称南大仪器）是南京大学直属的从事机械电子生产制造的全资企业。依托南京大学雄厚的科研实力，结合教学科研与生产需要，开发具有自主知识产权的高科技产品。南京大学仪器厂与有关院系合作，先后开发出我国台电子轰击仪，直线加速器、太阳塔、锁相放大器、穆斯堡尔谱仪、振动样品磁强计、行星式球磨机、真空手套箱、显微操作系统等高科技产品。多次荣获国家进步二等奖；国家教委一等奖、二等奖，省科技进步奖荣誉称号。我厂许多产品的质量、技术指标，接近或达到国际水平，受到用户的一致好评，已被众多的大专院校、科研单位、生产单位广泛使用。南京大学仪器厂已注册“争先”牌商标，树立“创民族品牌，南大争先”的企业宗旨。瞄准国际水平，力争开发出更多更好的设备与仪器，为我国的科学教育事业服务。工厂已通过ISO9001：2000质量管理体系认证。
南大仪器主打产品：球磨机，手套箱，实验电炉，气氛炉，行星式球磨机，摆振球磨机，实验室球磨机，真空手套箱。
一、吸热式气氛
吸热式气氛是较为普遍应用的一种气氛。共制备方法是:将原料气(液化石油气、天然气或
城市煤气等)与空气按- -定比例混合，送入装有催化剂的、由外部供热的反应罐内进行反应,然后将反应产物迅速冷却，即制得吸热式气氛。由于这种反应需要外部供热，所以称为吸热式气氛。吸热式气氛的成分与原料气的种类有关，大致范围是: CO为20~24%, H2为30~41%，N2为38~45%，以及少量的CO2、H2O和CH,等。
吸热式气氛主婴用于气体渗碳、碳氮共渗以及碳索钢、低合金结构钢等的光亮淬火。为了解决吸热式气氛中co对Cr Si、W.Mo.Ti等元素的氧化作用，可将制得的吸热式气氛再与水燕气混合,在催化剂作用下,把CO转化成CO2,然后除去CO2和H2O，便制得主要含H2和N,以及少量CO的精制吸热式气氛。这种气氛可代替氨分解气和氢气,适用于不锈钢、硅钢、高铬镍合金等的热处理以及各种金属氧化物的还原。
二、放热式气氛
放热式气氛也是将原料气与空气按一定比例混合,送入燃烧室进行燃烧,并使燃烧产物迅速
冷却除水后得到的一-种气氛。燃烧反应过程放出大量热量，不需外部供热，因此称为放热式气氛。当空气与原斜气混合比例(简称混合比)不同时,所得气氛的组分也不同。混合比低一些,所得气氛中还原性组分CO.H2含量较高, CO2含量较低，称为浓型放热式气氛。混合比高一些，所得气氛中还原性组分CO、H2含量很少，CO2含量较高，称为淡型放热式气氛。放热式气氛的组分，如表1所示(放热式气氛中的水分含量与千燥吸附的方法有关，表中米列出)。
表1 放热式气氛的组分
名称 组分(%)
CO CO2 H2 CH4 N2 原料气
浓型放热式气氛 8~12 5~7 6~14 0.5 其余 液化石油气
淡型放热式气氛 1~3 10~12.5 1~2 0 其余 液化石油气
放热式气氛需经吸附剂(干燥剂)除水。浓型放热式气氛,适用于低碳钢的光洁退火和中碳钢的光洁淬火。淡型放热式气氛,主要用于铜、黄铜、青铜和铜镍合金等的光亮热处理。为了降低吸热式气氛中氢的含量,臧少渗碳、碳氮共渗零件的氢脆现象,可采用放热吸热式气氛。这种气氛的制备方法是,先制取放热式气氛，然后再将此放热式气氛与原料气混合，送入装有催化剂的反应罐内进行反应，再经冷却器冷却,便可制得放热-吸热式气氛。这种气氛的发生
裝置,只有一个发生炉,用放热式气氛产生的热量来加热反应罐，使吸热反应进行。这种气氛含H2和CO各为20%左右，主要用于渗碳和碳氮共渗等方面。
三、净化放热式气氛
净化放热式气氛的主要成分是N2气，所以又称这种气氛为氮基气氛。它可用放热式气氛
经分子筛净化，除去H2O和CO2而制得;有时也用氨燃烧气和制氧站的N2气来制取。根据用途，净化放热式气氛分为两类,即N2-CO-H2气氛和N2- H2气氛。净化放热式气氛具有弱还原性,它广泛用于碳钢、合金钢、不锈钢、高铬钢等的光亮或光洁退火、正火、淬火和回火等工艺。最近几年这种气氛发展较迅速，有广泛推广使用的趋势。
四、滴注式气氛
滴注式气氛是用有机液体如甲醇、乙醇、醋酸乙酯、醋酸甲酯、丙酮等直接滴入热处理炉，经裂解而形成的一种气氛;或者先滴入裂解炉进行裂解，然后再通人热处理炉使用。瘸注式气氛的性质与吸热式气氛相近,所以也广泛的用于渗碳、碳氮共渗和碳钢的光亮淬火。滴注式气氛的产气量较小,但应用滴注式气氛的设备简单、投资少,适合在中、小热处理炉上使用。一
五、氨分解气氛和其它保护气氛
(一)氨分解气氛
将氨气通入装有催化剂的反应罐内，在700~980°0温度下分解可制得此种气氛。其化学反
应式如下:
2NHs= N2+ 3H2
理论上氨分解气氛含75%H2和25%N2。这种气氛主要用来进行不锈钢、镍合金、硅钢片、
低碳高合金钢等的光亮热处理。
(二)木炭发生气
木炭发生气是将空气(有时还加少量水蒸气)鼓人炽热的木炭层,首先进行燃烧反应，然后进
行还原反应而制得。其反应式为:
燃烧反应
C+ O2= CO2+97.6千卡
还原反应
C+CO2= 2CO- 38.8千卡
C+ H2O=CO+H2- 28.3千卡
所制得气氛的组成为: 27~33%CO, 1~8%H2, 0.3~5%CO2,微量的O2和CH,其余为Nz.由于燃烧反应放出的热量，足以维持还原反应所需高温(950~1000°C)，所以制取木炭发生气一般不需外部供热;但当产气量小于10米/时时，还需外部供热，以维持还原反应所需高温。
木炭发生气是一种具有脱碳倾向的还原性气氛，可用于碳钢的正火、淬火以及可锻铸铁的退火等。为了避免木炭发生气的脱碳倾向，可往热处理炉里添加少量的天然气或液化石油气。
制取木炭发生气的设备简单，投资少,在木炭供应充足以及对零件的质量要求不高时，可以
采用木炭发生气。但由于制备这种气氛需要消耗大量木炭,气氛成分也不易控制,以及劳动条件差等缺点,所以木炭发生气现时应用很少，而逐渐被其它气氛所取代。
(三)氢气
氢气一般用蒸馏水电解制取,纯度为98~99%,含微量H2O和O2。当对氢气的纯度要求高时,使用前还需进行脱氧和除水。氢气是强还原、弱脱碳性气氛。即使干燥的氢气，在高温下也会使中碳钢和高碳钢有所脱碳。采用氢气作保护气氛时,对高碳钢和高强度钢有氢脆现象。氢气主要用于低碳钢、不锈钢等的光亮热处理,以及各种金属零件的炉内钎焊等。硅钢片最
适于在氢气中退火,使其脱碳,提高磁性。
(四)氩气和氦气
氩气是惰性气体,在空气中的体积含量为0.93%。氩气是由空气经压缩、液化和精馏而得。
瓶装氩气的典型成分是: 99%Ar, 0.098 % N, 0.001 %H2和0.001 %O2。氦气也是一种惰性气体，在空气中仅含0.0005%。天然气中含氦一般为1~2%，有的高达7~8%,所以氦气是由天然气液化制取的。这两种气体制备成本较高,价格很贵,很少用作保护加热介质。它主要用在易于吸收气体和与某些气体易起反应的少数金属和合金的热处理上，如钛合金的光亮退火、淬火和时效，锆及其合金的热处理,镍基耐热合金的时效以及某些高强度不锈钢的热处理等。
【后记】南京大学仪器厂（简称南大仪器）是南京大学直属的从事机械电子生产制造的全资企业。依托南京大学雄厚的科研实力，结合教学科研与生产需要，开发具有自主知识产权的高科技产品。南京大学仪器厂与有关院系合作，先后开发出我国台电子轰击仪，直线加速器、太阳塔、锁相放大器、穆斯堡尔谱仪、振动样品磁强计、行星式球磨机、真空手套箱、显微操作系统等高科技产品。多次荣获国家进步二等奖；国家教委一等奖、二等奖，省科技进步奖荣誉称号。我厂许多产品的质量、技术指标，接近或达到国际水平，受到用户的一致好评，已被众多的大专院校、科研单位、生产单位广泛使用。南京大学仪器厂已注册“争先”牌商标，树立“创民族品牌，南大争先”的企业宗旨。瞄准国际水平，力争开发出更多更好的设备与仪器，为我国的科学教育事业服务。工厂已通过ISO9001：2000质量管理体系认证。
南大仪器主打产品：球磨机，手套箱，实验电炉，气氛炉，行星式球磨机，摆振球磨机，实验室球磨机，真空手套箱。
