渗碳工艺的分类与选择

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渗碳工艺的分类与选择

1、直接淬火低温回火
组织及性能特点：不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低
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适用范围：操作简单，成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。
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2、预冷直接淬火、低温回火淬火温度800-850℃
组织及性能特点：可以减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奥氏体晶粒没有变化。
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& v. Q1 R) W- j9 o  p- t4 W适用范围：操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。
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3、一次加热淬火，低温回火，淬火温度820-850℃或780-810℃
$ v' Y/ @3 q7 ?8 D8 A组织及性能特点：对心部强度要求较高者，采用820-850℃淬火，心部为低碳M，表面要求硬度高者，采用780-810℃淬火可以细化晶粒。
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适用范围：适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢，某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。
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4、 渗碳高温回火，一次加热淬火，低温回火，淬火温度840-860℃
组织及性能特点：高温回火使M和残余A分解，渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出，便于切削加工及淬火后残余A减少。

适用范围：主要用于Cr-Ni合金渗碳工件

& G" V) T8 N9 p/ g5、 二次淬火低温回火
/ S+ {+ A: h' V" f5 u组织及性能特点：第一次淬火（或正火），可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织（850-870℃），第二次淬火主要改善渗层组织，对心部性能要求不高时可在材料的Ac1-Ac3之间淬火，对心部性能要求高时要在Ac3以上淬火。
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适用范围：主要用于对力学性能要求很高的重要渗碳件，特别是对粗晶粒钢。但在渗碳后需经过两次高温加热，使工件变形和氧化脱碳增加，热处理过程较复杂。
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6、二次淬火冷处理低温回火
. Y# S5 C8 a' Z组织及性能特点：高于Ac1或Ac3（心部）的温度淬火，高合金表层残余A较多，经冷处理（-70℃/-80℃）促使A转变从而提高表面硬度和耐磨性。

. _) d' [* d4 W& y适用范围：主要用于渗碳后不进行机械加工的高合金钢工件。

: l' J) z7 f8 Y7、渗碳后感应加热淬火低温回火
组织及性能特点：可以细化渗层及靠近渗层处的组织。淬火变形小，不允许硬化的部位不需预先防渗。
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) w: Z" t1 g8 q- [& P适用范围：各种齿轮和轴类。

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渗碳（carburizing/carburization）是一种通过碳原子渗透提升金属表面性能的化学热处理工艺，主要应用于含碳量低于0.25%的低碳钢或低碳合金钢。

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6 \$ O( \- L5 Y渗碳使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。

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渗碳工艺分类
9 v& m4 t4 Q0 f, A  ^‌气体渗碳‌

, ]+ k% u2 x/ J. @8 w# D‌工艺特点‌：将工件置于密闭渗碳炉中，通入甲烷、乙烷等气体或煤油等液体渗剂，高温下分解出活性碳原子渗入工件表面，形成高碳层。
‌应用‌：适用于齿轮、轴类等机械零件，是目前应用最广泛、最成熟的渗碳方法。
6 |- a& j: p+ [+ s8 T! M  |) n‌优势‌：工艺成熟、效率高、表面质量好。
. Y1 ?0 V# E! b$ E) N* y‌固体渗碳‌

/ \( B8 \/ p1 y0 D8 _* A0 B! k) L‌工艺特点‌：将工件与固体渗碳剂（如木炭加促进剂）一起装入密闭渗碳箱，加热至渗碳温度并保温，使碳原子渗入工件表面。
/ D, T: j* N# c/ G! h* m& B‌应用‌：适用于小型或形状复杂的工件，是最早的渗碳方法。
‌优势‌：设备简单、成本低，但效率较低。
‌液体渗碳‌
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' U  N+ q$ [4 I‌工艺特点‌：利用碳化硅、“603”渗碳剂等液体介质进行渗碳，碳原子通过液体介质渗入工件表面。
0 W$ ]2 t5 C$ @! S# q‌应用‌：适用于对表面质量要求较高的工件，如精密零件。
‌优势‌：渗碳速度快、表面质量好，但液体介质成本较高。
4 h; l+ w5 W. D& `‌碳氮共渗（氰化）‌

‌工艺特点‌：向钢件表面同时渗入碳和氮原子，以氮为主的化学热处理工艺。
7 z1 G" _4 t/ z: z‌应用‌：适用于对表面硬度、耐磨性和疲劳强度要求较高的工件。
) ^/ B7 w! V8 ^% G‌优势‌：表面硬度高、耐磨性好，但工艺较复杂。