渗碳工艺的分类与选择

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渗碳工艺的分类与选择
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6 J6 x* w) z, |) o" x5 X1、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

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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% v5 O$ \( C) M  ]4 G. b2、预冷直接淬火、低温回火淬火温度800-850℃
5 O# f1 C3 ^6 ]2 [7 h6 i8 z* t- I1 ^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。

0 H* t- b6 K! n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。

9 f8 L2 I9 t; Z3、一次加热淬火，低温回火，淬火温度820-850℃或780-810℃
2 `- {3 V6 F, j- L: `2 y' z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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1 z7 Z. q2 _2 B, j4、 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。

, v" ~9 x* j8 Z; n! f, z% r适用范围：主要用于Cr-Ni合金渗碳工件
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  j7 y  J& u8 [/ Q! {% L5、 二次淬火低温回火
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。

! K. J: o6 b, r/ u! N. e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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  G( t2 Y: E" K8 \# G/ q6、二次淬火冷处理低温回火
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。
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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。

0 r" g' N3 V/ m* T/ O7、渗碳后感应加热淬火低温回火
$ r4 b& ?9 u) M2 V0 l2 g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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7 Y; h1 `  \2 v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
* S6 d2 V1 b1 p2 I) X8 b‌气体渗碳‌

‌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。
‌优势‌：工艺成熟、效率高、表面质量好。
/ {) ]6 X, q$ A- z; o  u; i‌固体渗碳‌
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% ?: n! o- m6 b% u: ~‌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。
‌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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6 l* p0 w$ p) p  _- g‌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。
‌应用‌：适用于对表面质量要求较高的工件，如精密零件。
" {: h/ r1 T% Q3 {. X  @& r‌优势‌：渗碳速度快、表面质量好，但液体介质成本较高。
‌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。
* p8 H, {/ c) J' x0 H‌优势‌：表面硬度高、耐磨性好，但工艺较复杂。