真空可以指壓力小于正常大氣壓力（負壓）的任何氣體空間。當金屬的熱處理過程放置在真空中時，它被稱為真空熱處理。真空熱處理幾乎可以實現所有的熱處理過程，如淬火、退火、回火、碳滲透、鉻滲透等。；氣體淬火、油淬火、硝酸鹽淬火、水淬火、脫氣等，也可用于化學熱處理。真空狀態下負壓的程度稱為真空度。真空度最常用的單位是Pa和支架(Torr，1Torr=133.3Pa)。氣壓越低，真空度越高；氣壓越高，真空度越低。根據真空度的大小，真空通常分為低真空、中真空、高真空和超高真空。此外，真空度通常用真空狀態下水蒸氣的露點來表示。真空爐中的氣體包括殘留空氣、爐體和工件中釋放的氣體；潤滑油蒸發氣體和外部滲透氣體非常復雜，必須使用真空泵保持排氣，以確保所需的真空度。通過真空熱處理獲得的金屬工件表面可以獲得一般熱處理所沒有的特殊效果，顯示出一定的優勢。在鋼的熱處理過程中，真空氣氛主要具有以下有益或有害的作用。

（1）脫脂

在熱處理之前，由于機械加工或壓力成型，工件經常粘在表面。附著在金屬表面的油。潤滑劑和其他蒸汽壓力較高。當真空加熱時，它們會發揮或分解成水、氫和一氧化碳等氣體，并被真空泵帶走，與不同的金屬表面發生化學反應，得到無氧化、無腐蝕、非常光滑的表面。然而，生產工作一般仍需提前脫脂，以減少油污染對真空系統的污染。

（2）除氣

金屬熔化時，液態金屬應吸收H2.O2.N2.CO等氣體。由于冷卻速度確認過快，這些氣體留在固體金屬中，產生孔隙、白點等冶金缺陷，影響材料的電阻、磁導率、硬度、強度、塑性、韌性等性能。根據氣體在金屬中的溶解度，與周圍環境的分壓平方成正比。分壓越小，真空度越高。

(3)分解氧化物。

金屬表面的氧化膜。腐蝕。氧化物。氫化物在真空加熱過程中被恢復、分解或揮發并消失，使金屬表面光滑。鋼件的真空度可達到0.133~13.3Pa的表面凈化效果。金屬表面凈化后，活性增強，有利于C.N.B等原子的吸收，使化學熱處理速度加快，成分均勻。當真空足夠時，氧分壓低于氧化物分解壓力時，表面形成的氧化物可以被分解和去除，以獲得明亮的表面。

(4)表面保護。

真空熱處理本質上是在非常薄的氣氛中進行的，爐內殘留的微量氣體不足以產生氧化、脫碳材料產生氧化持金屬材料表面的化學成分和原始亮度不變。

真空熱處理也有以下不利現象

（1）合金元素蒸發各種金屬在不同溫度下有不同的蒸汽壓力。當真空度增加時，蒸汽壓力高的金屬（Mn.Cr）容易蒸發，損壞材料本身的化學成分，污染其他金屬表面，使零件或材料籃粘結，造成電氣短路、材料改性等缺陷。

對于鋼來說，真空熱處理中最容易蒸發的合金元素是Mn.Cr，它們是鋼中常用的金屬元素。通常，零件應先抽真空，加熱至800℃以下；惰性氣體應降低800℃以上的真空度20~26.7Pa。

(2)真空加熱油淬導致鋼件滲碳。

鋼經真空加熱后會導致滲碳。例如，當真空度為10-2×1333.3Pa時，當加熱溫度為900℃時，30crsin2A鋼可以發現滲碳。這是因為高溫真空加熱時表面的凈化使材料表面處于活性狀態，當熱工件與淬火油接觸時，在油蒸氣的包圍下會導致滲碳過程。

一般來說，這種鋼滲碳對材料的表面性能有害。減少真空油淬透碳可以延遲工件進入油的時間；淬火初始階段保持油上低壓；工件在浸入油中前稍微氧化。