零件在加热过程中炉内气氛与钢将发生化学反应，气氛中气体与气体之间也要发生反应
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零件在加热过程中炉内气氛与钢将发生化学反应，气氛中气体与气体之间也要发 生反应。这些气体与钢发生化学反应的方向是正反应还是逆反应，气体与气体之间发 生的反应将给加热过程的钢造成氧化、脱碳或还原、增碳，是热处理过程很重要的问 题。如果在钢的加热过程中严格控制炉子温度、压力，控制通人炉子内气体各成分的 混合比(原料气体和空气的混合比)等，使炉子的各种因素不变。经过一段时间， 炉子内的气体成分就会相对稳定在一定数值以内，不随时间而变。这时炉子内的气氛 处于平衡状态，这就是所谓的“化学平衡”状态。
但是，所谓的“化学平衡”状态 总是由相对静止不断地转化为显著变动，炉子内的气体与气体之间，气体与钢材之 间，由平衡到不平衡。平衡状态是相对、暂时、有条件的，不平衡是绝对的。当加人 少量原料气或适当调整温度、增加压力时，这个平衡就被破坏，气体的反应将向一个 方向进行。而这些反应的方向与气氛所处的条件有很大的关系。温度的高低，某种气 体成分的多少，炉子内气体成分的压力等都将影响气体反应的方向。炉子内气氛反应 方向的变化直接影响热处理零件的质量。要保证热处理零件的质量，就要保证炉子内 气氛按照要求进行反应。
气体反应方向的判断和 炉子内气氛的条件和气体的能量有关。炉子气氛的变化使炉内气氛的能量随之发生变 化，高位能的气氛具有向低位能的方向进行反应的趋势。从物理学的角度看，一个重 物在凸凹不平的地面上，在最低位置时重物处于最稳定状态。也就是说重物的位能越 低，稳定性越高。如果重物处于高位能状态，就有向低位能状态变化的趋势。同样， 在普通化学里，原子中的电子所处的能级越低，其稳定性越好。在受到激发后高能电 子总是要释放出能量降低能级，向低能级发展。氢与氢原子之间，氧与氧原子之间相 互作用的位能高于氢原子与氧原子相互作用的位能。所以氢原子与氧原子有相互化合 成水(H20)分子的趋势。
这就是“能量降低原理”。在物理化学中，水加热后变成 水蒸气，吸收热量后的水蒸气位能比水高，但是水蒸气位能在高温状态比水稳定。在 这种情况下不符合普通物理、化学的“能量降低原理”。其实，物理化学中这种现象 仍然服从“能量降低原理”，只是在不同条件下，随着体系的不断变化，物质降低的 能量种类不同而已。
零件在加热过程中炉内气氛与钢将发生化学反应，气氛中气体与气体之间也要发 生反应。这些气体与钢发生化学反应的方向是正反应还是逆反应，气体与气体之间发 生的反应将给加热过程的钢造成氧化、脱碳或还原、增碳，是热处理过程很重要的问 题。如果在钢的加热过程中严格控制炉子温度、压力，控制通人炉子内气体各成分的 混合比(原料气体和空气的混合比)等，使炉子的各种因素不变。经过一段时间， 炉子内的气体成分就会相对稳定在一定数值以内，不随时间而变。这时炉子内的气氛 处于平衡状态，这就是所谓的“化学平衡”状态。
但是，所谓的“化学平衡”状态 总是由相对静止不断地转化为显著变动，炉子内的气体与气体之间，气体与钢材之 间，由平衡到不平衡。平衡状态是相对、暂时、有条件的，不平衡是绝对的。当加人 少量原料气或适当调整温度、增加压力时，这个平衡就被破坏，气体的反应将向一个 方向进行。而这些反应的方向与气氛所处的条件有很大的关系。温度的高低，某种气 体成分的多少，炉子内气体成分的压力等都将影响气体反应的方向。炉子内气氛反应 方向的变化直接影响热处理零件的质量。要保证热处理零件的质量，就要保证炉子内 气氛按照要求进行反应。
气体反应方向的判断和 炉子内气氛的条件和气体的能量有关。炉子气氛的变化使炉内气氛的能量随之发生变 化，高位能的气氛具有向低位能的方向进行反应的趋势。从物理学的角度看，一个重 物在凸凹不平的地面上，在最低位置时重物处于最稳定状态。也就是说重物的位能越 低，稳定性越高。如果重物处于高位能状态，就有向低位能状态变化的趋势。同样， 在普通化学里，原子中的电子所处的能级越低，其稳定性越好。在受到激发后高能电 子总是要释放出能量降低能级，向低能级发展。氢与氢原子之间，氧与氧原子之间相 互作用的位能高于氢原子与氧原子相互作用的位能。所以氢原子与氧原子有相互化合 成水(H20)分子的趋势。
这就是“能量降低原理”。在物理化学中，水加热后变成 水蒸气，吸收热量后的水蒸气位能比水高，但是水蒸气位能在高温状态比水稳定。在 这种情况下不符合普通物理、化学的“能量降低原理”。其实，物理化学中这种现象 仍然服从“能量降低原理”，只是在不同条件下，随着体系的不断变化，物质降低的 能量种类不同而已。
