美国热处理技术发展路线图概述
热处理技术发展和前景发展趋势(最新整理)
在整个国民经济中凡涉及机械制造的任何领域中，热处理是一项广泛应用的一项重要的基础工艺之一。
它是金属材料在严格控制的加热和冷却条件下进行处理，通过改变材料内部的显微组织来达到人们所要求的使用性能或服役寿命。
热处理技术作为机械制造业中十分重要的基础工艺技术之一，在整个工业领域中，应用十分广泛。
在充分发挥材料潜能，节约能源，进行清洁生产和人类社会可持续发展上，热处理技术的拓展是绝不能忽视的。
世界上工业发达国家都投入很多资金来发展这门技术。
自1996年以来，美国、日本的欧洲的许多发达国家都先后制定21世纪热处理技术发展规划和目标。
美国热处理工业2020年远景把目前和将来国外热处理先进技术与装备水平的目标和主要标志阐述得十分明确。
对气体渗碳和用渗碳气氛加氨的气体碳氮共渗和氮碳共渗后排出的废气应经点燃后才可无害排放;离子渗硼中不可使用剧毒的B2H6(乙硼烷);对盐浴中不可使用受热要分解产生氰根的黄血盐和赤血盐;对含碳酸盐的盐浴不可使用尿素或缩二脲，因为它会反应生成氰酸盐，后分解为氰盐。
对含S和Li的氰酸盐—碳酸盐盐浴可使氰化物保持在0.1～0.8%的低水平，处理零件的渗氮后性能良好，且处理周期缩短，这工艺在美、欧和日本应用相当多，法国HEF公司的SURSULF工艺及处理后进入氧化盐浴属于这种技术，(我国的LT硫氮碳共渗法也是)。
在氰酸盐浴中添加有机聚合物melon也可将氰盐含量降到2%～3%，其余大部分是无毒的氰酸盐，法国HEF公司的德国Durferrit子公司(原属Degussa公司)的Tufftride / Melonite / Tenifer / QPQ处理盐浴属于此类技术，(我国成都工具研究所的QPQ复合盐浴处理也是)。
清洗水中的氰含量已经稀释可无害排放。
尽管如此，法、德和日本对这些工艺的无公害处理十分严格，并研究废盐的再生。
对高速钢刃具淬火仍采用的BaCl2盐浴和含BaCl2废水须经无害化处理达标后才允许排放，德国已采用专门技术和装置来解决。
2014年热处理行业分析报告
2014年热处理行业分析报告2014年4月目录一、行业发展概况 (3)二、行业产业链情况及下游市场规模 (5)1、重点下游行业及其规模 (7)（1）汽车零部件行业及其规模 (7)（2）机械基础件行业及其规模 (9)2、其它重要下游行业及其规模 (10)三、行业监管体制和政策 (12)1、监管体制 (12)2、行业主要法律法规及政策 (13)四、行业壁垒 (14)1、技术壁垒 (14)2、人才壁垒 (15)3、资金壁垒 (16)五、影响行业发展风险因素 (16)1、经济波动风险 (16)2、政策风险 (17)3、原材料价格波动风险 (17)4、技术风险 (18)5、人才风险 (18)六、行业竞争态势 (19)一、行业发展概况从世界工业发展趋势来看，20 世纪80 年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，输出资本。
随着全球市场的形成，市场竞争变得愈加激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。
因此，一个国家的制造技术只有具有世界先进水平，才能支持该国制造业在全球市场的竞争力。
制造技术的先进性是产品竞争能力的保证，而热处理技术的先进程度，则是保证机械产品质量的关键性因素。
热处理通常指采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却，以改变材料内部的组织，达到所需的性能。
热处理技术是机械制造技术的主要组成部分，是强化金属材料并发挥其潜在能力的重要工艺措施，是保证和提高机械产品质量和寿命的关键技术。
热处理按工艺类型主要分为整体热处理、化学热处理、表面热处理三大类。
整体热处理是指对工件进行穿透加热，以改善整体的强度、硬度、塑性和韧性；化学热处理是改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺；表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。
表面热处理从所使用的设备来划分，又分为金属感应加热表面处理、激光加热表面处理、金属火焰加热表面处理和火花放电加热表面处理。
航空航天铝合金材的热处理工艺2)
三 、热处理工艺在航空航天铝合金上的应用
3.1 均匀化处理
图5 7x50AA 铸造态组织 （ SEM
图6 7x50AA 单级均化组织 （ （ SEM)
465°Cx24h
三 、热处理工艺在航空航天铝合金上的应用
3.2 固溶处理
常规固溶处理
固溶处理
强化固溶
复合固溶处理
高温预析出
三 热处理工艺在航空航天铝合金上的应用
二.铝合金在航空航天领域的应用
2.1 铝合金在航空领域的应用 （1）飞机上不同部位应用的铝合金
表 1 20世纪欧美国家铝合金在飞机不同部位的应用情 况
飞机上不 同部位应 用的铝 合 金主 要有
2X24,
7X75, 7XSX等
， 其合金牌 号及热处 理状态随 年代的变 化， 如 表 1 所示。
2.1 铝合金在航空领域的应用
峰值时效（硬度变化）
3.3 时效处理
时效处理
双级时效（至少两次时效）
回归再时效（保温时间短快冷）Fra bibliotek高强铝合金的研制基本上沿着高强度→高强度、高韧性→高强
度、 高韧性、耐腐蚀→高强度、高韧性、耐腐蚀、抗疲劳、高
综合性能 的路线发展 ，随 之 热 处 理 状 态 开 发 则 是 沿 着 T6→T73→T76→T736(T74）→T77方向进展 ，也即沿着峰值时 效→ 过时效→回归再时效处理的顺序发展。
体的形核核心）
2.形变第二相+多边形亚晶+位错+钉扎
四、结束语
目前，我国大力开发高强高韧铝合金，并研制出2000系、
和7000系合金。但是我国还需要很多的路要走，和国外还是有 些差距。
（1）目前我国在新合金开发方面还处于仿制阶段，并且研制的
对美国“热处理技术发展路线图”的讨论意见(一)
与应用 。作为数字化、 智能化热处理技术核心 的计算
机模 拟技术 是将 不 同学 科 的知识转 化为 实用技 术 的有 力工具 ， 也是 在热 处理 新技术 、 新装 备 的研 究 中获取 新 知识 的强有力 工具 。在 发展知识 密集 型热 处理技 术 中
上踊跃发言， 并在会后认真撰写了书面意见 。这些意 见对 于 我 国热 处 理 行 业 的 长 远 发 展 ， 有 指 导 价 值 。 很 为此本刊从今年 ７月开始将以论坛的形式陆续发表这 些意见 ， 以引起更广泛讨论 ， 造成更大影 响。因此 ， 也
希望 广大热 处理工 作者 踊跃发 表 自己的意见 。
（ ）“ 线 图 ” 台反 映 出发 达 国家对 热 处 理 的 １ 路 出 高 度重视 ， 我 国制 造业 轻 视热 处 理 的现 状 形成 强 烈 与
研究和应用才能可持续发展。②作为一种知识密集的 高 新技 术 ， 重用 对其 发展速 度 和水 平有 重大 影 响。 知识
建 立在市 场经 济 的条 件下 的知识 产权 的保护 和有 利于 知识 共享 的可靠 的机 制是 计算 机模拟技 术 可持续 发展
具有不可替代 的作用和很大的发展潜力。然而， 热处 理计算机模拟技术的研究与应用需要有大量的高难度
的基础研 究 和大量 的基 础数据 的积 累才有 可能逐 步趋 向成熟 。美 国把具 有重 大意义 和 巨大潜力 而又需 要有 大 量投入 和深 入研究 才能走 向成 熟 的计 算机 模拟 技术
美国ASHRAE数据中心热处理(翻译)要点
ASHRAE TC 9.9美国采暖制冷空调工程师技术委员会9.9 2011数据处理环境热指标——扩展数据中心和使用指导此白皮书由美国采暖制冷空调学会9.9技术委员会编写关键任务设施，技术领域，电子设备这篇有关于数据中心环境指引的白皮书是由9.9技术委员会的成员编写的（IT设备制造商和提交的TC9.9的审查和批准投票权的成员。
）在这份文件中，术语“服务器”一般是用来描述IT设备（ITE）的，比如服务器、存储器、网络产品、数据中心等应用。
执行摘要ASHREA 9.9委员会在2004年创造了《数据处理热指引》第一版。
在这之前必要的环境参数，都是经验理论值给每一个IT厂商。
在2008年ASHRAE 9.9委员会进行了第二次编辑，并扩充了热环境数据中心的范围，一边更多的人可以方便的查询到数据，以节约时间。
在第一次编写‘热指标’时候最重要的目标是建立一个一套公用环境指标，以符合环保准则。
尽管计算效率是重要的，但是性能和可用性依然是创建规范和设定温湿度额度所考虑的优先级，随着21世纪第一个十年的到来，计算效率已经被更加重视，创造一个可衡量的方式来了解数据中心设计和数据中心效率的运行效果电力使用效率（PUE），这成为衡量数据中心的新指标。
从第二版（2008年）的‘热指标’我们的建议信封就是以给予数据中心操作员指导为目的，让他们的工作维持高可靠度，并且提供最有效的营运能源效率方案。
这个信封是为了大部分的跨专业和跨越很多条件而创造。
无论如何，不同的环境信封可能会适合更多的商业价值和气候条件，因此允许经营不同的信封可能提供更大的节能效果，此白皮书提供服务器规范，这将有助于数据中心运营商创建一个符合他们商业价值的操作系统信封。
其中的每个指标描述，更多的细节将在书“数据处理环境热准则“第三版提供。
任何在建议之外的选择将会破坏冷却系统平衡并且影响节约能源，这一过程以简单的图片形式显示在图1，以下这些是决定创建自己的信封，不用建议信封去经营他们的数据中心的方案。
形势大好 更创佳绩
问题是可靠性。试想 ， 用户最伤脑 筋的事莫过于设备在生产过程中经 常出故障。频繁检修既耽误时间、 降低产量、增加成本，还要严重影 响产品质量，增加废品和返修的数 量 ，延长交货时间 ，有损企业形 象。设备可靠性是本土企业产品设
备和外企 、进 口 备的主要差距之 设
一
，
必须引起重视。设备的可靠性
无锡万利高频设 备厂 张就坤 总经理
越南国防机械公司、江西南特集团、哈尔滨汽轮机公司、 及中国人民解放军第六四五六、四八零四、三五三四、四
型用户。
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等众多典
尽管如此 ，但我们总感觉有缺憾和美中不足之处。我们自己发展壮大 不管我们已经做了什么，尽管
我们 已经做 了许 多 ，但突飞猛进 的
保证整套设备的可靠性。当然也要 求用户在购置设备的谈判和招标中 要充分考虑设备的性价比，而不是 单纯压价 ，造成供货方选择劣质低
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参 毫
譬
慕 ；厣热处理装备用 户调查
我能为处行做 们 再 热理 业
离不开行业的整体发展壮大，没有大家也就没有我们这个小家。我们一直 思索能为热处理行业再做点什么？ 峰回路转、柳暗花明，再次在多年的合作伙伴 机械工人》杂志社哪 里，我们获得了灵感。从２０ 年起， 机械工人》杂志社就先后组织策划 ０２ 了以 “ 电炉、工业炉应用调查”为代表的十余项机电产品调查及用户满意
所周知，万利电炉品种齐全、成套 性系
列，涉及机 电、冶金 、能源和 国防 等各 个领域。尤其是 高频热处理设 备研 发、销售方面取得 的成就更令
参与 由 机械工人》杂志社主办的 “ 第二届热处理装备用户调查” 活动，一方面为自己也为用户，让更多的用户了解我们，以利于扩大产品 销售，同时也让更多的用户体验感应热处理给他们带来的种种好处——可 靠、安全、节约、清洁、低温、安静 ；另一方面为行业，本应由行业做的 事儿，行业没做成，在５ 年前 机械工人》做成了。相信第二届会做得更
对美国＂热处理技术发展路线图＂的讨论意见(二)
（ ）全 国热处理 学 会 推荐 的“ 国热 处理 技 术 发 ２ 美 展路 线 图” 的确 “ 国际 热 处 理 界 一 件 大 事 ”，有 很 是 “ 多值 得 吸取和 借鉴 的东 西 ， 有 必 要 在行 业 内进 行认 很 真研 究讨论 ” 。对 召集一 次 由行业 有 识 之 士参 加 的针 对这 个路 线 图的研 讨会 是 十 分必 要 的。我 们 应该 “ 结 合我国‘ 十一 ・ ’ 划 ， 出差 距 ， 五 规 找 以弥 补 我 们 的 不 足 和缺 陷 ， 一起 加速 我们热 处理 生产 技术 的进 步 ， 快 尽
为， 这是 国际热 处理 界 的一件大 事 ， 应该 引起 我 们 的 重视 。像 美 国这 样 一 个世 界 头 号 工业 大 国 ， 政 治 、 从 群众 团 体、 直到 民间企 业都 如此看 重热 处理 ， 了数年 时 间才形成 了这 样一 个 目标 明确 、 花 眼光远 大 、 技术 先进 、 内容 全面 、
编者 按 ： 国金 属学会 热处 理学 会于 ２０ 陆续公 布 了“ 美 ０４年 热处 理 技术 发 展 图一 ２０ 订 稿 ” ０４修 。全 国热 处理
学会荣誉理事长樊东黎先生分别在《 金属热处理》 热处理》 和《 两个刊物上发表了“ 国热处理技术发展图概况” 美 和“ 国热处理 技术 发展 图在行 动 ” 美 两篇文 章 ， 在全 国学会 和 协会有 关 会议 上 介 绍 了路线 图 主要 内容 。我们 认 并
家 热处理 技术 与发 展趋 势 。需 切实 弄清他 们 的发展理 念 与思路 ， 以及他 们 为什 么 制 订这 样 的 目标 与实 现 的 途径。 （ ）要 扎扎 实实 地对我 国热处 理行 业 的现状做 出 ６ 正 确 的分 析 （ 切 用 数 据 说 话 ， 要 简 单 地 估 计 与 推 一 不 测 ）找 出我 国热 处 理 行 业 与 发 达 国家 之 间 实 实 在在 ， 的差距 。要 摸 清 我 国 各个 领 域 制 造行 业 在 ２２ ００年前
设备更新热处理技术改造的既定方针
洁生产的基本条件。因此，设备更 新是企业技术改造不容置疑的最有
效途径
次能源的合理燃烧和可以高温预热空气的设备。在美国热处理技术发展
路线图中， ００ ２２年的目 标之一是热处理能源消耗要降低８％。 ０ 少无氧化、少无脱碳加热是保证钢件表面质量和性能、减少精加工工
设备更新的主要 出发点是清
应 、流动 粒子和盐浴加热技 术的设
确的计算机模拟和适时的自适应控
制。
潮。真空高压气淬炉的畅销缘于车
辆 、工具 、航 空 、轻 工锻 造 、冲
设 备 效 率 高 ．产 出 大 、成 本 低 ，市场竞争 力就 强。在加工件批 量足够大的前提 下 ，装炉量越大 、 生产节 拍越快 、连续性越强 、 自动
， ，
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Байду номын сангаас
共同开发出适合于我国国情的新的或者更高级的热加工工艺装备。只 有这样
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企 在 烈 市 竞 才 立 不 之 ｌ 业 激 的 场 争中 能 于 败 地。
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作量．节约钢材的主要措施。采用 真空、保护气体和可控气氛 、感
备 的吸热式气 。把氧探头 的最高工 作温 度提高到 １０ １，以满 足高温 ０２ １ 渗碳 ，提高渗速要 求。为提高气体
结构的复杂性、自 动化、信息化和
传感监控仪表化程 度也相应增加 ，
故其价格也会不可避免地上扬。但 随着配套元器件、仪表和Ｉ 芯片生 Ｃ
产批量 的增加 和价 格的 降低 ， 处 热
的进展之一 当前，我国Ａ Ｉ Ｄ 产业 化的瓶颈之一是缺乏大批量生产的 机械化 ，自动化程度较高，并能稳 定热处理质量的等温淬火炉机组和 某些零件 （ 例如齿轮等）的等温淬 火专用炉型和配套装置。我公司从 ２ｏ 年开始对此进行跟踪研究，相 ０２
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美国热处理技术发展路线图概述发布时间:2007-7-4 8:06:00背景美国能源部工业技术局（DOE-OIT）于上世纪90年代树立了一个被称作“未来生产技术”的设想，为此提出一系列必须实现的技术项目。
其目的是帮助美国大量使用能源和形成大量工业废料的行业利用这些技术取得不断进步和保持国际竞争能力。
热处理虽然不算是“未来生产技术”计划中的原本行业，但此领域内的企业被公认是主要能源用户，对制造业发生实质性的影响。
美国能源部和热处理学会（HTS）最近签订了一个参加未来工业计划的“合作伙伴”（Allied Partner）协议，其目的是通过“最优秀的实践（best practices）”达到提高能源利用率和劳动生产率的效果。
这些实践的领域是控制和传感技术、压缩空气、加热公益、工业技术信息的共享以及各种研发活动。
发展路线图制订过程美国金属学会热处理学会成立于1994年，下设紧急需求（Immediate Needs）、研究开发、工艺和程控（Technology and Programming）、教育四个委员会。
其宗旨是首先是在这些方面满足会员要求，其次研发委员会的任务是确认热处理行业的未来技术需求，确立计划、资金、实现满足需求研发项目以及这些项目的成果向工业生产推广的机制。
1995和1996年紧急需求委员会在全行业的企划中进行了全面调查，列出一系列热处理生产中紧急需求项目。
1996年2月美国国家能源部、热处理学会、金属热处理协会（Metal Treating Institute）召集了20名热处理全能（captive）和专业（commercial）加工企业、制造业和销售企业领导讨论并提出了美国热处理2020年设想和远期目标。
有17名专家组成的热处理学会研发委员会于1997年2月提出了热处理技术发展路线图（Heat Treating Technology Roadmap）初稿和三个领域，即设备和硬件材料、工艺和被处理材料、能源和环境方面的70个研发项目以及1999年的研发计划。
2002年7月热处理学会研发委员会在依利诺依斯工业大学（Illinois Institute of Technology）对路线图进行讨论修改和补充。
2004年公布了“热处理学会的2004热处理路线图（Heat Treating Technology Roadmap-2004 HTS Revision）修订稿”。
美国热处理2020年设想目标美国热处理2020年设想目标是能源消耗减少80%，工艺周期缩短50%，生产成本降低75%，热处理实现零畸变和最低的质量分散度，加热炉使用寿命提高到原先的10倍（增加9倍），加热炉价格降低50%，实现生产零污染。
组织实施措施1999年9月在Worcester工业大学（Worcester Polytechnic Institute, 简称WPI）的金属加工学院（Metal Processing Institute ）成立了“热处理杰出技术中心”（Center for Heat Treating Excellence ,简称CHTE）。
CHTE成立后不久在Illinois工业大学（Illinois Institute of Technology）成立了“热加工技术中心”（Thermal Processing Technology Center,简称TPTC）。
组织全行业的企业参与研发实现路线图目标和完成所提出的70余个研发项目。
值得重视的研发项目（1）利用地下水循环的感应加热淬火<500kW的感应淬火利用地下水闭路循环冷却，使用时用深井泵抽取地下水，后经净化处理再返回地下。
目前密执安州Alger市Roll Rite 公司的一台150kW的Ajax Tocco感应淬火系统已采用此法，每日的费用仅以美分计。
（2）强烈淬火工艺乌克兰科学院柯巴斯科院士开发的钢件用水或盐水剧烈冷却淬火是表面形成残余压应力并减少畸变的方法，已在美国获准以Intensi Quench服务商标注册了IQ Technologies Inc公司。
由于以水代油，减少了油品消耗并显著降低生产成本，受到美国能源部的重视和支持。
（3）1010℃以上温度的高温渗碳真空渗碳技术的成熟和低压渗碳技术的开发为实现高温渗碳制造了条件。
由于能显著缩短渗碳周期和节约能源，此项目已列入路线图研发计划的“工艺和材料技术”分组计划。
WPI的CHTE推动了工业企业和高效的合作、制造商和生产用户的协同开发。
（4）Ni₃Al金属间化合物－新型炉内抗渗碳耐热构件材料Ni₃Al已问世约20年，因为很脆，长期未获实际应用。
Oak Ridge国家实验室由Chain T.Liu领导的集体发现添加微量硼可明显改善其塑性，可作为炉子料筐、夹具，Ni₃Al材料成分为添加Cr、Zr、Mo、B的8%～11%Al,81%～88%Ni。
此材料具有出色的强热性、抗蠕变、抗渗碳能力。
Delphi-Saginaw Steering Systems公司通过和能源部的合作研究与开发协议已在料盘上进行了数年的成功试验。
（5）APM和APMT（更高强型APM合金）合金长寿命辐射管瑞典Kanthal AB的Sadvik公司继Kanthal Al电热丝之后相继开发出APM和APMT合金。
此种材料仍然是在A-1粉末材料基础上，通过热等静压（Hot Isostatic Pressing）和深拉延出来的。
用APM 合金制造的电热和燃气辐射管比普通耐热合金辐射管能经受双倍的热流，925℃能经受的热流可达9～10kJ/m²。
（6）炉用平面辐射板燃气技术所（Gas Technology Institute）开发的能砌入炉壁的平面辐射板（flat radiant panel），能增加辐射表面、降低表面温度、延长炉子使用寿命，提高炉温均匀性，减少炉衬、使炉子尺寸缩小50%，加快炉子升温和冷却速度，形成的NOx很少。
（7）反向循环单管封闭式辐射管（reverse annulus sigle-ended radiant tube）北美制造公司（North American Mfg.Co.）和燃气研究所（GTI）共同开发。
热辐射率高，用相同材料制造此种管能经受更高温度、提高燃烧效率10%，减少50%的NOx，使用寿命长。
（8）低NOx燃气强烈内循环（Forced Interval Recirculation）辐射管GTI开发的U 型辐射管延管长温度均匀。
当炉温为1010℃，空气遇热温度从455℃提高到了480℃时，产生的NOx<0.008%（vol）。
而一般预热空气辐射管所产生的NOx大0.02%～0.25%(vol)。
（9）直焰冲击燃烧技术（Direct Flame Impingement Technology）使用多喷嘴平嵌入炉壁的高速燃烧器，喷射速度达到1马赫（～330m/s）,可在空气过剩系数α=1的条件下工作，提高能源利用率35%、减少70%的NOx，提高生产率25%、减少50%的氧化烧损、有年节约1～1.5亿美元的潜力。
（10）智能化感应淬火闭环控制系统（Closed-loop control technology）利用神经网格系统控制原理，全面控制选材、相变、加热工艺、渗层。
所提供的软件具有优化零件强度/重量比的功能，具有的主、被动电磁传感器能监控整个加热过程中的透热深度。
（11）预见钢件渗碳淬火时的残余应力状态的软件。
（12）延长机器零件寿命残余应力状态的DANTE软件。
（13）准确预见钢热处理相变定量数据的软件。
（14）工艺热能评价的鉴定软件（Process Heat Assessment and Survey Tool ,PHAST）该软件为美国能源部计划项目，供用户按不同燃烧方式和热回收参数进行热能转换的工具，可比较炉子在工作状态下的性能，计算各种工作条件下的节能潜力。
（15）加热炉能源分析工具（Furnace Energy Analysis Tool）可计算按小时、年度或每磅零件的燃料、电能消耗成本数据。
（16）能源有效利用分析软件。
设备和硬件材料部分研发项目（1）工艺控制主要项目包括：①开发改进预测工具，例如工艺设计、预见状态、热物理和力学性能预测计算机模型。
②开发适时过程控制技术，安装在炉中和淬火槽中测量气流、淬火烈度、碳、氮势的灵巧传感器。
③开发在工件上适时直接测量表面含碳量的方法。
④开发工艺参数无人监控的生产方法。
⑤快速、无损、经济、实施测量渗碳层深度的方法。
⑥用多种传感器和技术按AMS规范（Aerospace Material Specification）鉴别炉子的更优化系统。
⑦更好的设备故障诊断、预防、维护方法，如烧嘴裂纹预测、防止炉内气氛恶化。
⑧建立标准/预见设备易变可行性的研究，例如不可能有两台完全一样的炉子。
⑨预测炉子几何尺寸、风扇速度、装炉量和装炉形状的模型。
（2）材料主要项目包括：①改进氧探头的抗碳黑能力——开发能用于700℃以下的氧探头。
②新的功能材料（如绝热材料）和结构材料（如在高温下工作的结构材料）。
③炉用经济耐热构件材料。
④提高炉子的耐热构件合金性能，包括抗渗碳合金夹具、料盘的廉价涂层。
（3）硬件（设备）主要项目包括：①高效（>80%）燃热器。
②高流速换热器，高转速风扇，增加传热面积等提高炉料受热条件的措施。
③减少散热的筑炉廉价绝热材料。
④节能、无内氧化渗碳气氛。
⑤铝合金淬火设备的改进。
⑥整批（盘）炉料的均匀淬火系统。
⑦淬冷设备改良设计模型。
⑧单件流动和机加工同步热处理设备。
⑨附加淬火机床上的能适时感知淬火开裂的传感器。
⑩廉价的残余应力非破坏检测方法。
○11更有效和更廉价的液态或非液态工作脱脂方法和设备。
工艺和材料部分研发项目（1）材料和工艺主要项目包括：①减少试验、避免错误的设计感应器软件工具。
②抗晶粒长大的高温（～1010℃）渗碳钢。
③缩短渗氮周期的工艺。
④改善感应、磁场、炉内加热回火、时效工艺的减少质量分散度和缩短工艺周期。
⑤减少加热时间的快速加热相变动力学。
⑥稀土元素对热处理组织转变的影响。
⑦高效的表面改性工艺。
⑧材料的深冷处理极限。
⑨聚合物、复合材料、新的铁合金和非铁合金等新材料的热处理。
⑩可替代渗碳的材料和工艺，控制淬透性钢、强烈淬火。
○11代替表面淬火的高效生产方法。
（2）材料应用软件和模型数据库主要项目包括：①材料选择软件：用户输入要求性能、输出工艺和热处理参数。
②材料失效（破坏）过程模型：输入使用特性指标（磨损、载荷、腐蚀）、输出材料的组织性能，反过来用于失效分析。
（3）模型的开发主要项目包括：①加热、冷却体积应变的相变模型。
②加热和冷却相变的体积应变模型。
③连续加热和冷却相变数据库，包括轧制变量、成分不均匀组织对相变的影响。