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1、淬火熱處理工藝
由于氣孔的存在，粉末冶金件材料的傳熱速率低于致密材料，所以淬火時淬透性相對較差。另外，淬火時，粉末材料的燒結密度與材料的導熱系數成正比；由于燒結工藝和致密材料的差異，粉末冶金材料內部組織的均勻性比致密材料好，但微觀區域存在較小的不均勻性，因此完整奧氏體時間比相應鍛件長50%，添加合金元素時完整奧氏體溫度會更高，時間更長。
2、化學熱處理工藝
化學熱處理通常包括三個基本過程：分解、吸收、擴散。
碳分解后，被金屬表面吸收并逐漸擴散到內部。在材料表面上獲得足夠的碳濃度后，淬火和回火處理將增加粉末冶金材料的表面硬度和硬化深度。由于粉末冶金材料中存在孔，活性炭原子從表面滲透到內部，完成了化學熱處理的過程。但是，材料密度越高，孔效應越弱，化學熱處理的效果越不明顯。因此，應使用碳勢較高的還原性氣氛進行保護。根據粉末冶金材料的孔隙特性，其加熱和冷卻速度低于致密材料，因此需要延長保溫時間并提高加熱過程中的加熱溫度。
粉末冶金件材料的化學熱處理包括滲碳、滲氮、硫化和多次共滲。在化學熱處理中，硬化深度主要與材料的密度有關。
3、蒸汽處理
蒸汽處理是通過加熱蒸汽使材料表面氧化，在材料表面形成氧化膜，從而提高粉末冶金件材料的性能。特別是對于粉末冶金材料的表面防腐，處理后材料的硬度明顯提高。
4、熱處理工藝
熱處理工藝是近年來科技發展的產物，包括感應加熱淬火、激光表面硬化等。感應加熱淬火是在高頻電磁感應渦流的作用下，加熱溫度迅速上升，對表面硬度的增加有顯著作用，但容易出現軟點，可以通過間歇加熱來延長奧氏體化時間。激光表面硬化工藝是以激光為熱源，對金屬表面進行快速加熱和冷卻，使奧氏體晶粒內部的亞結構無法恢復和再結晶，從而獲得細小組織。
