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
' m4 e- r. p% C2 w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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, ?& d  a/ }! D7 h7 J, X2、预冷直接淬火、低温回火淬火温度800-850℃
5 H9 t7 m* ^. u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。

4 Y$ m7 P/ Q2 F5 Y: O* t( _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℃
3 p8 l6 n6 w% u& x; j* j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。

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。

4、 渗碳高温回火，一次加热淬火，低温回火，淬火温度840-860℃
& Z( b, x, V( Q& l' C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
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& Z1 M. k& H! R% n$ x7 i5、 二次淬火低温回火
$ K! {- v2 W# {' J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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% R8 T! w* @; L" x0 G7 Z5 w5 x3 `4 {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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+ d; Q3 i$ O% a; E7 u/ |7 ]6、二次淬火冷处理低温回火
1 E7 |. P1 v. E' N# G. P# c6 B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。

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。
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7、渗碳后感应加热淬火低温回火
( b. F: F7 a! g0 k8 q' U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。

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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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
, U3 K0 v0 @2 ?2 e‌气体渗碳‌
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‌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。
' e( N# h0 A' I8 t) S‌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。
1 L" o* d3 k7 }7 m) n‌优势‌：工艺成熟、效率高、表面质量好。
‌固体渗碳‌
, {6 N8 c. I: X% l' Z: b
2 B2 V2 r0 [7 g9 t) B( f9 L) T; Y‌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。
7 P$ W6 n' S6 ?‌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。
( y) h6 X  E" N) Z* A2 I‌液体渗碳‌

' e' n! i4 Z, f. t‌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。
+ M5 b: b* m3 X3 }2 B‌应用‌：适用于对表面质量要求较高的工件，如精密零件。
- v# Y& r5 w2 }6 k; a‌优势‌：渗碳速度快、表面质量好，但液体介质成本较高。
0 M3 E7 ]6 o2 Q: F) u' B‌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。
‌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。
‌优势‌：表面硬度高、耐磨性好，但工艺较复杂。