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[交流] 渗碳工艺的分类与选择

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    发表于 2025-11-4 15:52:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    x
    渗碳工艺的分类与选择
    $ T8 C+ z' i7 L& `4 L: b7 s3 ]  j/ ^$ c& |: _1 Z. A7 y
    1、直接淬火低温回火
    % y/ d; @" y: G: a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
    1 V# P% z% B. h. P( [; r9 {/ K1 x6 l! _# E6 h
    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。/ m- m" q3 v1 C& o& j  N* L( t
    7 |5 N2 y2 q: I  K. U
    2、预冷直接淬火、低温回火淬火温度800-850℃
    , B9 b, z; U' _, i( I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。. v/ L+ w( ^% y/ B& M7 E  `

    . q' i7 l! p1 V- U  t: V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。
    " F1 @- g4 E* ~0 M5 s
    6 h; Y. C- m3 p' j4 c1 C. J& j3、一次加热淬火,低温回火,淬火温度820-850℃或780-810℃# f/ P9 }/ ]+ y  g, R6 q6 F
    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。
    % R' ~4 E! T# w! R1 m( q. v! L- F9 ^5 d
    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。
    ' p. e9 W7 V$ `4 Q4 M0 x2 |+ H( w& s: }
    4、 渗碳高温回火,一次加热淬火,低温回火,淬火温度840-860℃
    ; ^9 g) _7 A, U0 e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。
    4 G; G- G( P/ Y" f
    $ j, Y( R% Z) A# n8 `0 x" E% K  M适用范围:主要用于Cr-Ni合金渗碳工件
    ' r( q3 k* B' j+ e
    ) t. Z9 M5 B* t  w, E' u5、 二次淬火低温回火
    ! L+ C/ ^9 C9 T4 ]8 m  \% S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。2 i9 c& B  I) ~/ F7 J. e
    . j. L  b4 E6 C3 S, Z  k
    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。& h3 T" v  r2 ^5 |: {8 Q/ Y- n* s1 T
    7 b+ l3 }8 c/ j# `' h
    6、二次淬火冷处理低温回火
    : a* R: a6 l. q$ n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。2 |6 R9 ~1 f, T& W3 k

    ) N8 @  E- m/ Q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。
    # H! v; A5 S0 R, x, h$ [' q
    & W( M$ I" M( j% [9 |! g7、渗碳后感应加热淬火低温回火
      p2 M- L8 [7 D$ |( h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。
    3 M9 l) I+ g7 h% H" w4 M+ Z- R- m- }8 C( q8 @
    适用范围:各种齿轮和轴类。
    ) ^" H) E# U  U6 n3 B, M# B+ \2 ^# y
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    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2025-11-10 15:45:44 | 显示全部楼层
    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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     楼主| 发表于 2025-11-10 15:46:29 | 显示全部楼层

    ) ], \7 c  H; S, B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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     楼主| 发表于 2025-12-23 17:23:29 | 显示全部楼层
    渗碳工艺分类
    ) ~. D, r. a8 O4 ~7 q/ J. }‌气体渗碳‌1 I0 j) {/ c2 V% w
    0 h0 H2 M- t4 i7 O8 L5 z
    ‌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。' ?. |$ o7 Q8 d" V. p3 Z& D
    ‌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。
      x: o- W6 f+ \& i. Y‌优势‌:工艺成熟、效率高、表面质量好。
    / t" Q- m+ ^5 o: d! {( W  s‌固体渗碳‌
    7 ?" ~" V; Y2 e7 N( P: s1 ^
    8 f% q- y3 ]& k‌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。$ n) i" [7 T9 F' b
    ‌应用‌:适用于小型或形状复杂的工件,是最早的渗碳方法。4 Q* E. p2 H* `# w4 D" k
    ‌优势‌:设备简单、成本低,但效率较低。( m" f0 |7 k$ Y4 o. c- E. u
    ‌液体渗碳‌7 [& P4 Y: H  u4 n, ]
    7 H# [  w3 {9 Z
    ‌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。2 q- g. o1 n: t, [
    ‌应用‌:适用于对表面质量要求较高的工件,如精密零件。
    ! f/ {; l+ y7 {) h* @- Y3 B* x$ g‌优势‌:渗碳速度快、表面质量好,但液体介质成本较高。
    1 W  `1 l1 X, s, d3 m( N1 q‌碳氮共渗(氰化)‌
    6 \/ y6 j/ ]- h- ^: T- K  ?+ A' p, r( ?4 I3 J( p
    ‌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。( z# ^2 f3 _% W2 J  \7 B- 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。: w0 q: C3 d! J$ C2 Z
    ‌优势‌:表面硬度高、耐磨性好,但工艺较复杂。
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