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金属在高温加热时容易发生氧化和脱碳，导致表面性能下降，如硬度降低、耐磨性变差等。预防氧化与脱碳是金属热处理质量控制的重要环节，常用的措施包括采用保护气氛、真空环境或表面涂层等。
保护气氛加热是工业生产中最常用的方法，通过向炉内通入氮气、氢气、一氧化碳等气体，排除空气中的氧气，防止工件氧化。渗碳炉中通入的富化气不仅提供碳源，还能形成还原性气氛，使工件表面保持光亮。某标准件厂采用氮基保护气氛淬火后，螺栓表面氧化皮厚度从0.1mm降至0.01mm以下，无需酸洗即可直接电镀。
真空热处理则是在10-1-10-3Pa的真空环境下进行加热，完全避免氧化和脱碳，处理后的工件表面光洁度可达Ra1.6μm，特别适合精密零件。对于无法采用保护气氛的情况，可在工件表面涂覆防氧化涂料，形成保护膜，同样能有效预防高温氧化。
