渗碳淬火的原理及工艺

来源:热处理工艺学作者:热处理网

渗碳淬火的原理 渗碳淬火的过程包含3个基本过程:①分解,②吸附,③扩散。 低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)是渗碳零件的主要材料。如果想要充分发挥渗碳的有利作用, 那么您就必须在渗碳后立即进行淬火。高硬度的马氏体和残余奥氏体以及少量的碳化物是工件渗碳淬火后表层显微组织的主要组成,而心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织,但是要尽量避免出现铁素体。渗碳层深度的范围一般为0.8~1.2毫米,而深度渗碳的范围可达2毫米或更深。渗碳淬火后,工件表面会产生相应的压缩内应力,对提高工件的疲劳强度有利。所以提高零件强度、冲击韧性、耐磨性以及延长零件的使用寿命是大部分企业淬火的最终目的,因此,渗碳淬火工艺被广泛应用在各行各业。 2.渗碳淬火的工艺 [1]渗碳后感应加热淬火低温回火

  组织:可以细化渗层及靠近渗层处的组织。
  适用范围: 各种齿轮和轴类。
  性能特点:淬火变形小,不允许硬化的部位不需预先防渗。
[2] 直接淬火,低温回火
  组织:不能细化钢的晶粒。
  适用范围:气体渗碳和液体渗碳工艺。
  性能特点:①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。②工件淬火变形较大,表面硬度较低,表面残余奥氏体量较多。
[3] 预冷直接淬火、低温回火,淬火温度800-850℃。
  组织:奥氏体晶粒没有变化。
  适用范围:细晶粒钢制造的各种工具。
  性能特点:①预冷直接淬火,要用到淬火冷却介质。②工件氧化、脱碳及淬火变形均小。③减少工件淬火变形,渗层中残余奥氏体量稍有降低,表面硬度略有提高。
[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:渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出。
  性能特点:高温回火使M和残余A分解,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。
[5]一次加热淬火,低温回火,淬火温度820-850℃或780-810℃。
  组织:心部为低碳M,可以细化的晶粒。
  性能特点:对心部和表面强度要求较高者,采用820-850℃和780-810℃淬火。
  适用范围:①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。②渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。
[6]二次淬火低温回火。
  组织:粗晶粒钢、网状碳化物
  性能特点:①第一次淬火时,可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织。②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。  
  适用范围: ①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。②渗碳后需经过两次高温加热,使工件变形和氧化脱碳增加。