滲碳
關注創建者：兵荒馬亂 創建時間：2021-03-05
滲碳的實例教程
滲碳件常見缺陷與對策
滲碳層出現大塊狀或網狀碳化物
缺陷產生原因：表面碳濃度過高
1．滴注式滲碳，滴量過大
2．控制氣氛滲碳，富化氣太多
3．液體滲碳，鹽浴氰根含量過高
4．滲碳層出爐空冷，冷速太慢
對策：
1．降低表面碳濃度，擴散期內減少滴量和適當提高擴散期濕度，也可適當減少滲碳期滴量
2．減少固體滲碳的催碳劑
3．減少液體滲碳的氰根含量
4．夏天室溫太高，滲后空冷件可吹風助冷
5．提高淬火加熱溫度50~80oC并適當延長保溫時間
6．兩次淬火或正火+淬火，也可正火+高溫回火，然后淬火回火
滲層出現大量殘余奧氏體
缺陷產生原因：
1．奧氏體較穩定，奧氏體中碳及合金元素的含量較高
2．回火不及時，奧氏體熱穩定化
3．回火后冷卻太慢
對策：
1．表面碳濃度不宜太高
2．降低直接淬火或重新加熱淬火溫度，控制心部鐵素體的級別≤3級
3．低溫回火后快冷
4．可以重新加熱淬火，冷處理，也可高溫回火后重新淬火
表面脫碳
缺陷產生原因：
1．氣體滲碳后期，爐氣碳勢低
2．固體滲碳后，冷卻速度過慢
3．滲碳后空冷時間過長
4．在冷卻井中無保護冷卻
5．空氣爐加熱淬火無保護氣體
6．鹽浴爐加熱淬火，鹽浴脫氧不徹底
對策：
1．在碳勢適宜的介質中補滲
2．淬火后作噴丸處理
3．磨削余量，較大件允許有一定脫碳層（≤0.02mm）
滲碳層淬火后出現屈氏體組織（黑色組織）
缺陷產生原因：滲碳介質中含氧量較高：氧擴散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素貧化，使淬透性降低
對策：
1．控制爐氣介質成分，降低含氧量
2．用噴丸可以進行補救
3．提高淬火介質冷卻能力
展開 滲碳件常見缺陷與對策
滲碳層出現大塊狀或網狀碳化物
缺陷產生原因：表面碳濃度過高
1．滴注式滲碳，滴量過大
2．控制氣氛滲碳，富化氣太多
3．液體滲碳，鹽浴氰根含量過高
4．滲碳層出爐空冷，冷速太慢
對策：
1．降低表面碳濃度，擴散期內減少滴量和適當提高擴散期濕度，也可適當減少滲碳期滴量
2．減少固體滲碳的催碳劑
3．減少液體滲碳的氰根含量
4．夏天室溫太高，滲后空冷件可吹風助冷
5．提高淬火加熱溫度50~80oC并適當延長保溫時間
6．兩次淬火或正火+淬火，也可正火+高溫回火，然后淬火回火
滲層出現大量殘余奧氏體
缺陷產生原因：
1．奧氏體較穩定，奧氏體中碳及合金元素的含量較高
2．回火不及時，奧氏體熱穩定化
3．回火后冷卻太慢
對策：
1．表面碳濃度不宜太高
2．降低直接淬火或重新加熱淬火溫度，控制心部鐵素體的級別≤3級
3．低溫回火后快冷
4．可以重新加熱淬火，冷處理，也可高溫回火后重新淬火
表面脫碳
缺陷產生原因：
1．氣體滲碳后期，爐氣碳勢低
2．固體滲碳后，冷卻速度過慢
3．滲碳后空冷時間過長
4．在冷卻井中無保護冷卻
5．空氣爐加熱淬火無保護氣體
6．鹽浴爐加熱淬火，鹽浴脫氧不徹底
對策：
1．在碳勢適宜的介質中補滲
2．淬火后作噴丸處理
3．磨削余量，較大件允許有一定脫碳層（≤0.02mm）
滲碳層淬火后出現屈氏體組織（黑色組織）
缺陷產生原因：滲碳介質中含氧量較高：氧擴散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素貧化，使淬透性降低
對策：
1．控制爐氣介質成分，
展開 滲碳體概念
滲碳體的分子式為Fe3C，它是一種具有復雜晶格結構的間隙化合物。
它的含碳量為6.69％；熔點為1227℃左右；不發生同素異晶轉變；但有磁性轉變，它在230℃以下具有弱鐵磁性，而在230℃以上則失去鐵磁性；其硬度很高（相當于HB800），而塑性和沖擊韌性幾乎等于零，脆性極大。
滲碳體不易受硝酸酒精溶液的腐蝕，在顯微鏡下呈白亮色，但受堿性苦味酸鈉的腐蝕，在顯微鏡下呈黑色。滲碳體的顯微組織形態很多，在鋼和鑄鐵中與其他相共存時呈片狀、粒狀、網狀或板狀。
滲碳體是碳鋼中主要的強化相，它的形狀與分布對鋼的性能有很大的影響。同時Fe3C又是一種介（亞）穩定相，在一定條件下會發生分解。
展開 表3 滲碳試棒等溫正火工藝
結論
通過對滲碳試棒等溫正火研究、分析和討論，得到以下結論：⑴滲碳試棒毛坯采用等溫正火處理，硬度波動范圍穩定，整批工件的金相組織穩定，同時便于后續滲碳淬火使用，既保證熱處理質量又兼顧檢測成本，其產出與投入比較高。⑵通過調整吹風風速強弱、吹風時間長短、加熱溫度、等溫溫度、周期時間等工藝措施，調整并修正工藝，可以實現產品的合格，提升了正火一次性合格率，提高生產效率。
本文節選自《鍛造與沖壓》2018.13期。
滲碳體
滲碳體是碳和鐵以一定比例化合成的金屬化合物，用分子式Fe3C表示，其含碳量為6.69%，在合金中形成(Fe,M)3C。滲碳體硬而脆，塑性和沖擊韌度幾乎為零，脆性很大，硬度為800HB。在鋼鐵中常呈網絡狀、半網狀、片狀、針片狀和粒狀分布。
4. 珠光體
由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物稱為珠光體，用符號P表示。其力學性能介于鐵素體和滲碳體之間，強度較高，硬度適中，有一定的塑性。
珠光體是鋼的共析轉變產物，其形態是鐵素體和滲碳體彼此相間形如指紋，呈層狀排列。按碳化物分布形態又可分為片狀珠光體和球狀珠光體二種。
（1）片狀珠光體：又可分為粗片狀、中片狀和細片狀三種。
（2）球狀珠光體：經球化退火獲得，滲碳體成球粒狀分布在鐵素體基體上；滲碳體球粒大小，取決于球化退火工藝，特別是冷卻速度。球狀珠光體可分為粗球狀、球狀、細球狀和點狀四種珠光體。
5. 貝氏體
是鋼的奧氏體在珠光體轉變區以下，Ms點以上的中溫區轉變的產物。貝氏體是鐵素體和滲碳體的機械混合物，介于珠光體與馬氏體之間的一種組織，用符號B表示。
根據形成溫度不同，分為粒狀貝氏體、上貝氏體(B上)和下貝氏體(B下)。
粒狀貝氏體強度較低，但具有較好的韌性；下貝氏體既具有較高的強度，又具有良好的韌性；粒狀貝氏體的韌性最差。貝氏體形態多變，從形狀特征來看，可將貝氏體分為羽毛狀、針狀和粒狀三類。
（1）上貝氏體：上貝氏體特征是：條狀鐵素體大體平行排列，其間分布有與鐵素體針軸平行的細條狀（或細短桿狀）滲碳體，呈羽毛狀。
展開 
滲碳的相關專題、標簽、搜索
滲碳的最新內容
4.材料優化：蝸桿采用20CrMnTi合金鋼滲碳淬火（表面硬度HRC58-62），蝸輪采用ZCuSn10P1錫青銅，降低長期運行時的磨損率。還可在嚙合表面噴涂10-15μm厚的二硫化鉬固體潤滑涂層，減少因摩擦導致的間隙擴大。
5.潤滑保養：推薦使用ISO VG220合成齒輪油，含3%-5%的二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）添加劑，可降低摩擦系數30%以上。
LJ鋼的滲碳速度快，滲碳速度比20鋼快一倍，固體滲碳加熱溫度為930°C，保溫6~ 8h，滲后在850~870°C油中淬火，在200~220°C回火2h，回火后表面硬度為58~60HRC，心部硬度為27~29HRC，熱處理變形小。LJ鋼主要用來冷擠壓成形精密塑料模具，由于滲碳層深度較大，不會出現模腔表面塌陷和內壁咬傷的現象，使用效果良好。
精密汽車零部件噴油泵、噴油嘴偶件去毛刺飛邊除氧化皮研磨拋光工藝技術方法分享：
噴油嘴針閥偶件、噴油泵柱塞偶件 出油閥偶件這些精密機械加工零部件是汽車柴油機燃油系統的重要組成部分，材質主要由高硬度合金材質的滲碳鋼、高速鋼加工而成。盡管目前的精密CNC數控加工車床的精度很高，不過在柱塞的退火、切削、針閥體、針閥鉆孔等工藝過程中必然會產生一些毛刺、氧化皮。
精密汽車零部件噴油泵、噴油嘴偶件去毛刺飛邊除氧化皮研磨拋光工藝技術方法分享：
噴油嘴針閥偶件、噴油泵柱塞偶件 出油閥偶件這些精密機械加工零部件是汽車柴油機燃油系統的重要組成部分，材質主要由高硬度合金材質的滲碳鋼、高速鋼加工而成。盡管目前的精密CNC數控加工車床的精度很高，不過在柱塞的退火、切削、針閥體、針閥鉆孔等工藝過程中必然會產生一些毛刺、氧化皮。
利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，可用于測量1.6~300K范圍內的溫度。
數字高精度溫度傳感芯片 - MTS01、MTS01Z、MTS01W 是工采網代理的國產品牌MYSENTECH推出的高精度數字模擬混合信號溫度傳感芯片。
Fukumoto等[4]通過ABAQUS軟件對螺旋齒輪的滲碳和淬火過程的畸變進行了研究。Lee等[5]研究了熱處理過程的力學性能變化，并使用ABAQUS軟件對HSLA鋼的熱處理過程進行了有限元仿真。Silva等[6]設計試驗測量了AISI 4140 C鋼的環形零件，研究了熱處理工藝對畸變的影響，并使用DEFORM-HT模塊的計算結果驗證了試驗結果。
郝雪卉等在研究 Cu 元素對下底板耐蝕鋼表面微觀電偶腐蝕行為的作用規律時 , 發現 Cu 以元素形式彌散分布于試樣表面可以同時降低鐵素體表面的陽極溶解速率以及滲碳體表面的氫還原速率 , 從而降低鋼表面鐵素體晶粒和殘余滲碳體之間的電偶效應。由此可見 , 適當加入 Cu 元素有利于提高低合金耐蝕鋼在下底板環境中的耐腐蝕性能。
奧氏體共析分解，增加合金因素，形成合金滲碳體或特殊碳化物，則需碳化物形成元素也擴散和重新分布，這樣合金元素在奧氏體中擴散速度緩慢，是推遲共析轉變的重要因素。鑄鐵中的溶解氮是阻礙石墨化的因素，硫量較高的鐵液氮的溶解速度低，鑄鐵中硅高也明顯降低溶解氮。然而風電類大斷面球墨鑄鐵鑄件為降低韌脆溫度，恰恰含硅量必須較低，含硫量通常也控制的很低。鑄鐵中即使含鉛量為0.0007%，也會產生魏氏石墨。
使用氫氣燒結對于脫碳脫氧最有幫助；
-產品密度要做到越接近理論密度越好；
-晶粒越大有助于穩定性的增加，晶界多缺陷多；
-有氣孔要設法使其變圓；
-尺寸越對稱，各種磁性能越穩定；
-所有磁性材料燒結不要使用氧化鋁板，建議使用氧化鋯承燒材料；氧化鋁板容易積碳且來回置換碳和鋁，如必須使用，定期燒白氧化鋁（在空氣中1600°C空燒至少2小時），使氧化鋁恢復米白色，滲碳位置變淺或粉紅化
（2）滲碳淬火
滲碳淬火適用于低碳鋼和低合金鋼，先提高零件表層的含碳量，經淬火后使表層獲得高的硬度，而心部仍保持一定的強度和較高的韌性和塑性。滲碳分整體滲碳和局部滲碳。局部滲碳時對不滲碳部分要采取防滲措施（鍍銅或鍍防滲材料）。由于滲碳淬火變形大，且滲碳深度一般在0.5~2mm之間，所以滲碳工序一般安排在半精加工和精加工之間。
