热处理基础理论知识

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1、热处理基础理论知识一.热处理基本原理1. 碳合金的基本知识钢和铁常通称为铁碳合金，其基体金属是铁，合金中除铁而外的其他组元如碳等，通称为合金元素。我们通常在实际使用中只分析铁碳二元合金系，合金系中基本相有铁素体（F、）、滲碳体（Fe3C）、奥氏体（）三种。图1.铁碳相图根据Fe-Fe3C相图，我们把钢分三类： 亚共析钢(含碳量0.77C)共析钢（0.77C）过共析钢（0.772.11C）铁碳合金的组织与它的含碳量关系极大，所以它的性能也随含碳量的多少而变。合金的室温组织是铁素体和滲碳体构成的机械混合物，随合金含碳量增加，合金中的滲碳体量愈来愈多，滲碳体的分布也随之发生变化。2.奥氏体铁滲碳体相

2、图是研究铁碳合金热处理的基础。例如，钢加热到A1温度以上时，将发生组织转变，形成奥氏体，而随后进行冷却时，会因冷却速度值不同而获得稳定组织、不稳定组织和介于两者之间的所谓亚稳定组织。这就说明，经过加热和冷却这样的处理之后，可使钢材表现出不同的性能。奥氏体的形成 当把钢加热到Ac1温度时，组织中的珠光体即开始转变为奥氏体，一般将奥氏体的形成过程分为生核、长大、剩余滲碳体溶解和奥氏体成分均匀化四个阶段。2.1奥氏体形核，奥氏体的晶核通常优先地产生于珠光体中铁素体与渗碳体的相界面上。因为在相界面上空位密度较高，原子排列较不规整，容易获得形成奥氏体所需要的能量和浓度的条件。2.2奥氏体长大 奥氏体晶核

3、形成后，一面与渗碳体相接，另一面与铁素体相接。在靠近铁素体处的碳含量较低，因此在奥氏体中出现了碳浓度梯度，引起了碳在奥氏体中不断地由高浓度向低浓度的扩散。随着碳扩散的影响，奥氏体与铁素体接触处的碳浓度增高，而使奥氏体与渗碳体接触处碳浓度降低，因此失去平衡。为了恢复平衡，渗碳体势必不断地溶解，又有碳原子溶入奥氏体，使其含碳量升高而恢复到奥氏体碳的最大溶解量，与此同时发生奥氏体的碳原子又向铁素体扩散，促使这部分铁素体转变为奥氏体，并使其自身的碳含量又下降，回复到奥氏体碳的最低溶解量。这样碳浓度再一次失去平衡和恢复平衡这种反复循环过程，就使奥氏体一方面逐步向渗碳体长大，另一方面向铁素体长大，直至铁素

4、体消失，全部转变为奥氏体。2.3残余碳化物（渗碳体）溶解珠光体转变为奥氏体刚结束时，钢中还保留一些未溶解的碳化物（渗碳体）。由于渗碳体的晶体构造和含碳量都与奥氏体差别很大，所以渗碳体向奥氏体溶解速度低于铁素体向奥氏体转变速度，铁素体总是比渗碳体先消失。残余的渗碳体需要一定的时间，随着时间的增长，残余渗碳体继续溶解于奥氏体中，直至全部溶解。2.4奥氏体均匀化在刚形成的奥氏体晶粒中碳浓度并不均匀，原渗碳体片层的区域含碳量高，原铁素体区域的含碳量较低。碳原子的扩散需要一定的时间，最后才能获得成分均匀的奥氏体。因此，钢在加热时需要一定的保温时间，这不但是为了使工件各处温度一致，而且是为了得到成分均匀的

5、奥氏体，以便在冷却后获得良好的组织与性能。从Fe-Fe3C相图看，亚共析钢在Ac1以上温度，组织中珠光体仍按上述过程转变为奥氏体，而只有把亚共析钢加热到Ac3以上才能获得单相奥氏体。3.珠光体通常，钢在退火、正火和索氏体化处理时，发生的主要相变即使珠光体转变。珠光体是由铁素体与渗碳体机械混合组成的。根据其形态我们分为片状珠光体和粒状珠光体。片状珠光体是由一层铁素体与一层渗碳体紧密堆叠而成的。根据其层间距，我们又细分出屈氏体和索氏体。粒状珠光体是在铁素体基体上分布着粒状渗碳体的组织。工业上采用以上热处理工艺，是为了使钢获得比较均匀、稳定的组织。这类热处理方法，可以作为预先热处理，为后续的冷、热成

6、型加工顺利进行做好显微组织准备。4.马氏体钢经奥氏体化后快速冷却，抑制其扩散性分解，在较低温度下发生的转变称为马氏体转变。马氏体转变是钢件热处理强化的主要手段。由于钢的种类、成分不同，以及热处理条件的差异会使淬火马氏体的形态和内部精细结构及形成显微裂纹的倾向性等发生很大变化。这些变化对马氏体的机械性能影响很大。据其特征，大体可分两类。4.1 板条状马氏体板条状马氏体是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。因其显微组织是由许多成群的板条组成，故称为板条马氏体。4.2片状马氏体铁系合金中出现的另一种典型的马氏体组织是片状马氏体，常见于淬火高、中碳钢中。这种马氏体的

7、空间形态呈双凸透镜片状，因与试样磨面相截而在显微镜下呈现为针状或竹叶状，故又称为针状马氏体或竹叶状马氏体。4.3影响Ms点的主要因素Ms点在生产实践中具有很重要的意义。如分级淬火的分级温度，水油淬火的转油温度都应在Ms点附近。Ms点还决定这马氏体的亚结构和性能。Ms点的高低还决定着淬火后得到的残留奥氏体量多少，而控制一定量的残留奥氏体则可以达到减小变形开裂，稳定尺寸及提高产品质量等不同目的。4.3.1化学成分对Ms点的影响奥氏体化学成分对Ms点的影响十分显著。一般来说，Ms点主要取决于钢的化学成分，其中又以碳含量的影响最为显著，随着含碳量的增加，马氏体转变温度下降。并且含碳量对Ms和Mf的影响

8、并不完全一致。对Ms点的影响基本上呈连续的下降。对Mf点的影响，在含碳量小于0.6左右时比Ms的下降更显著，因而扩大了马氏体的转变温度范围；当碳含量大于0.6时，Mf点下降很缓慢，且因Mf点已降到0以下，致使这类钢在淬火冷至室温的组织中将存在较多的残留奥氏体。N对Ms点有类似C的影响钢中常见合金元素如Mn、V、Cr、Cu、Mo、W、Ti等，均有使Ms点降低的作用，但效果不如C显著。只有Al和Co有使Ms点提高的作用。降低Ms点的元素按其影响强烈的顺序排列为：Mn、Ni、Cr、Mo、Cu、W、V、Ti。其中W、V、Ti等强碳化物形成元素在钢中多以碳化物形式存在，淬火加热时一般溶于奥氏体中甚少，故

9、对Ms点影响不大。若钢中同时加入几种合金元素，则其综合影响比较复杂，如：钢中含碳量增加时，Cr、Mn、Mo降低Ms点的作用也增大。碳钢中Si含量高时，Si降低Ms点的影响很弱；而Ni-Cr钢中Si含量高时，Si会引起Ms点明显下降。4.3.2奥氏体化条件对Ms点的影响加热温度和时间对Ms点的影响较为复杂。加热温度和时间的增加有利于碳和合金元素进一步溶入奥氏体中，会使Ms点下降。但是，随加热温度升高，又会引起奥氏体晶粒长大，如果排除了化学成分的变化，即在完全奥氏体化条件下加热温度的提高和时间的延长将使Ms点有所提高（约在几度到几十度范围内）。4.3.3淬火速度对Ms点的影响在研究高速淬火对马氏体

10、转变的影响时，发现很多铁基合金中Ms点过随淬火速度增大而升高。在淬火速度低时，看不到Ms点随淬火速度的变化。5.钢的过冷奥氏体转变钢的热处理过程基本上包括加热和冷却两个阶段。热处理后的性能在很大程度上取决与冷却时奥氏体转变产物的类型和形态。将奥氏体迅速冷至临界温度以下的一定温度，并在此温度下进行等温，在等温过程中所发生的相变称为过冷奥氏体等温转变。过冷奥氏体等温转变图综合反映了过冷奥氏体在不同过冷度下等温转变的过程：转变开始和终了时间、转变产物和转变量与温度和时间的关系。由于等温转变图的曲线通常呈“C”形状，所以又称C曲线。对碳钢而言，亚共析钢和过共析钢的TTT图的形状基本上与共析钢相似。但是

11、，亚共析钢奥氏体在低于A3的某一温度范围内等温时，首先析出先共析铁素体（F3C）。在C曲线左上方有一条先共析铁素体开始析出线，随着碳含量增加，该线向右下方移动。与亚共析钢相似，过共析钢（包括合金钢）在Acm 以上奥氏体化时，等温转变曲线的左上方有一条先共析碳化物析出线，且随含碳量增加逐渐向左上方移动。下图是45钢在冷却时的转变，我们用等温转变图（TTT图）来说明：从图中看，把钢迅速冷却到临界点以下各种不同温度，并保温，过冷奥氏体要经历一段时间后才开始转变，这段时间叫孕育期，过冷到“鼻子”以上Ar1以下温度区的奥氏体将转变为珠光体，这样的转变叫珠光体转变，在Ms线以下，过冷奥氏体发生马氏体转变，

12、这个温度区叫马氏体转变区。此外，钢的马氏体开始转变温度（Ms线），随钢的含碳量升高而降低。并且，共析钢的过冷奥氏体是最稳定，在它的等温转变图上，转变曲线离温度轴最远，亚共析钢和过共析钢其过冷奥氏体的稳定性较低，造成等温转变曲线向左方偏移。所以我们在钢件滲碳时,当表面碳含量增加达到过共析成分,并经保温扩散,使滲层碳浓度达到共析点成分0.85%C,从而在冷却过程中得到稳定的过冷奥氏体,避开了珠光体转变区,我们淬火的温度的选择也必须在Ms线以下。影响奥氏体等温转变图的因素5.1合金元素的影响一般的说，除Co之外，常用合金元素都增加过冷奥氏体的稳定性，推迟转变和降低转变速度，使等温转变曲线向右移，延长

13、过冷奥氏体转变开始和终了时间。但是，应该指出，合金元素只有固溶于奥氏体中时才能起上述作用。否则，由于存在未溶解的碳化物或夹杂物，他们将其非均质晶核的作用，促使过冷奥氏体转变，导致C曲线向左移按照合金元素对过冷奥氏体等温转变影响的性质不同，可分为两大类：第一类属于非（或弱）碳化物形成元素。他们对过冷奥氏体转变的影响在性质上与碳的影响相似，即减慢珠光体和贝氏体的形成，降低Ms点。这类合金元素中最重要的是Ni和Mn。Cu和Si的影响较小。第二类属于碳化物形成元素。其中的大多数减慢铁素体珠光体形成的作用大于减慢贝氏体形成的作用，同时也降低Ms点。5.2奥氏体晶粒尺寸的影响超细的奥氏体晶粒（13.5级）

14、会加速过冷奥氏体向珠光体转变，而对贝氏体转变的影响较小；粗大的奥氏体晶粒（3.5级），显著推迟珠光体转变，而对贝氏体转变仅稍有推迟作用。5.3原始组织、加热温度和保温时间的影响工业用钢在相同加热条件下，原始组织越细，越容易得到较均匀的奥氏体，使等温转变曲线右移，Ms点降低；当原始组织相同时，提高奥氏体化温度或延长奥氏体化时间，将促使碳化物溶解、成分均匀和奥氏体晶粒长大，也会使等温转变曲线右移。5.4变形的影响变形对过冷奥氏体转变有加速的作用。6.钢的临界冷却速度为了使钢件在淬火后得到完全马氏体组织，应使奥氏体从淬火温度至Ms点的冷却过程不发生分解。为此，钢件的冷却速度应大于某一临界值，此临界值

15、称为临界淬火速度或临界冷却速度，通常用Vc表示之。Vc 时得到完全马氏体组织（包括残余奥氏体）的最低冷却速度，Vc值表征了钢接受淬火的能力，它是决定钢件淬透层深度的主要因素，也是合理选用钢材和正确制定热处理工艺的重要依据之一。影响临界冷却速度的因素：6.1碳含量 低碳钢随含碳量增高，Vc显著降低；但是，从0.3C增加到约1.0C，Vc降低不多；碳含量超过约1.0C后，Vc增高。大部分合金元素（除Co外）在溶入奥氏体时，都增大过冷奥氏体的稳定性，降低Vc。如有未溶解或未完全溶解则反而使Vc趋于增大。6.2奥氏体晶粒度 随着奥氏体晶粒尺寸增大，Vc降低。奥氏体晶粒度对抑制珠光体转变的临界冷却速度的

16、影响较大，而对抑制贝氏体转变的临界冷却速度的影响较小。6.3奥氏体化温度 多数钢在高温加热时，会使奥氏体晶粒增大，促使碳化物及其他非金属夹杂物溶入和奥氏体成分均匀化，这将推迟过冷奥氏体的扩散型转变和降低Vc。6.4奥氏体中非金属夹杂物和稳定碳化物 硫化物、氧化物、氮化物及难溶入奥氏体的稳定碳化物等都阻碍加热保温时奥氏体晶粒的长大，而且在淬火时可以促使非马氏体组织的形成，从而增大Vc。钢在冷却过程产生的应力有两种一种是它从高温冷却时由于热胀冷缩，从表面到心部产生的内部力（压应力），叫热应力。一种是冷却过程中进行组织转变时，由于体积变化产生的内部力（拉应力），叫组织应力。钢在淬火时所形成的残余应力

17、，使这两种力作用的综合结果。当零件形状差异较大或薄壁件淬火时，将产生很大的应力，引起变形开裂。因此，我们在处理如滑套、衬套、拨叉等零件时，采取热油淬火，以减少淬火时热应力和组织应力。7.钢在回火时的转变钢件淬火后获得的组织，主要是马氏体或马氏体加残留奥氏体。在室温下，这两种组织都处于亚稳定状态之下，并趋于向铁素体加渗碳体（碳化物）稳定状态转化。会或就是采用加热等手段，是亚稳定的淬火组织，向相对稳定的回火组织转化的工艺过程。回火温度，根据钢件的性能要求和淬火钢的性质而定，而且都在A1温度以下。二热处理基本工艺方法（退火、正火、淬火、回火、化学热处理、高频）1.钢的退火与正火1.1退火和正火的目的

18、:是为工件冷热加工服务的热处理方法,如降低硬度,细化组织,改善切削加工性,去除残余应力,以作为其他热处理如淬火前的预处理.目前我们所进行热处理的齿轮、轴、拨叉等,都是在锻、铸后,经过正火处理,消除了锻造和铸造缺陷.1.2 退火是将钢材或钢件加热到适当温度,经过保温一定时间后缓慢冷却,以获得接近平衡状态组织的热处理工艺. 完全退火 等温退火退火 球化退火 去应力退火 扩散退火1.3 正火是将钢材或钢件加热到临界点Ac3或Acm以上适当温度,经保温一定时间后在空气中冷却,以获得珠光体型组织的热处理工艺.2.钢的淬火与回火淬火是将钢加热到临界点Ac3或Ac1以上某一温度，保持一定时间,然后以适当速度

19、冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺.回或是把经过淬火的工件加热到Ac1以下适当温度保持一定时间，然后以符合要求的方法冷却，使工件的强度和韧性达到恰当配合的热处理工艺。回火的目的：钢淬火后，其组织和内部应力都是不稳定的，这时钢的硬度虽然很高，但脆性大，为了稳定淬火钢的组织和盖上昂的机械性能，必须进行回火处理。回火分低温、中温和高温三种低碳钢回火时，一般选低温回火，其组织转变不明显，钢的机械性能基本上不发生变化，可以获得较为优良的综合机械性能。高碳钢回火，一般也选低温回火，高碳钢淬火组织为片状马氏体加上一定数量的残余奥氏体。在200以下回火，因析出大量细小碳化物，钢的硬度不仅不下降，反而稍有

20、提高，这种现象叫做弥散强化。低碳合金钢滲碳后，心部成分不变，表层属高碳钢，所以我们对滲碳钢选择200以下回火。三化学热处理将钢件置于一定温度的活性介质中，使一种或几种化学元素的原子滲入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。1 化学热处理的基本过程1.1介质的分解过程;滲剂的分解过程,是介质发生分解反应,释放出活性原子的过程.1.2活性原子的吸收过程:为了使碳原子滲入钢中就必须使钢处于奥氏体状态.1.3滲入原子的扩散过程工件表面的形状和尺寸不同也会在相同的工艺条件下获得不同深度的滲层,扩散层的深度或体积的形成与工件表面的曲率有关.当一个筒形试样滲入元素自孔内向外壁方向扩散时（沿凹表

21、面）,滲入元素将随着向外层的迁移而不断被散开（外层总比内层有更大的体积）,从而使滲入元素在向外层扩散后该元素的浓度总比平面滲入或自圆柱形试样表面向内扩散时要低,平均深度也较浅,这种形式的扩散可称为发散型.反之圆柱体表面的扩散则与之相反,最外壁表面积最大,沿凸表面越向内部扩散,每一层的体积相对减少,从而使滲入元素有向内聚的趋势,称内聚型.在相同热处理规范下,当表面积等量滲入时,显然聚集型的扩散易在表面获得较高的浓度和较大的层深. 四.滲碳的工艺过程1.滲碳介质在工件表面产生活性碳原子,经过表面吸收和扩散将碳滲入低碳钢或低碳合金钢工件表层,使其达到或略高于共析成分时的含碳量,以便将工件淬火和低温回

22、火后,其表面的硬度、强度,特别是疲劳强度和耐磨性,较心部都有显著提高,而心部仍保持一定的强度和良好的韧性. 固体介质滲碳 气体介质滲碳滲碳 液态介质滲碳 特殊滲碳 2.艾协林箱式炉及Ipsen连续炉均为可控气氛的气体滲碳,保护气为发生炉产生的吸热式气氛保护气的组成(丙烷:空气=1:7.2): CO(23.6) H2(31.5) N2(44.9)当炉内温度低通入N2气滲碳后期降温时通入晶界氧化(非马)丙烷气为富化气,使滲碳主要气体,他在炉内裂解在零件表面分解出活性碳原子3. 滲层的技术要求滲层的表面含碳量、滲层深度、滲碳淬火、回火后的表面硬度,心部硬度及金相组织要求(包括碳化物分布的级别,残余奥

23、氏体等级,表面和心部组织粗细)。提高滲碳件表层含碳量将提高淬火后的表面硬度，但过高含碳量淬火后出现大量残余奥氏体将降低表面硬度，同时也将影响滲碳件的其他机械性能。增加表层含碳量将提高钢的耐磨性，这与马氏体中含碳量增加以及形成均匀分布的过剩碳化物有关。表层含碳量0.61.1接触疲劳强度最高。4滲碳工艺传统的滲碳工艺如下：分四个阶段：排气、强滲、扩散、降温为得到预期的表层含碳量，滲碳层的深度以及浓度梯度和正常的滲碳组织，在滲碳工艺中应当控制滲谈介质的活性（炉内碳势）、滲碳温度、滲碳时间、及冷却方式。在一定时间内滲碳温度越高，滲碳层越深，提高滲碳温度可显著加速滲碳过程。但过高的滲碳温度将导致晶粒粗化

24、，表层碳浓度过高而形成网状碳化物及在淬火后形成大量残余奥氏体，并且在淬火时增加变形开裂倾向，降低滲碳设备的使用寿命。所以我们目前常用910930。在薄层滲碳时可采用较低滲碳温度，此时滲碳速度较慢，易于控制滲碳层的深度。如细齿变速箱上的齿轮。延长时间也能使滲层增加提高碳势 但过高碳势同样是表面出现网状碳化物和淬火后形成大量残余奥氏体滲碳后直接淬火 我们现在所用滲碳钢属于本质细晶粒钢，滲碳时晶粒不易长大，将零件自滲碳温度降至略高于Ar3的温度，然后淬火，这样可减少零件变形，并且由奥氏体中析出部分二次滲碳体，减少淬火后表层残余奥氏体量，提高表层硬度。滲碳件在淬透情况下，其金相组织表层为淬火马氏体残余

25、奥氏体部分二次滲碳体；心部为低碳马氏体。低温回火后，表层为回火马氏体残余奥氏体部分二次滲碳体；心部为低碳回火马氏体。为了改善钢的某些使用性能，而把一种或几种合金元素滲入到固态钢表面的操作，统称为化学热处理。由于碳在铁素体中的溶解度几乎为零，因此，如果想把碳滲入钢中的话，就应当使钢处于溶解能力较强的奥氏体状态。从铁碳相图看，只有把钢加热到A1以上温度，才能达到这个条件。合金在加热和冷却时，各有一个实际相变温度与之相对应，通常是在A1、A3和Acm 三个理论相变温度的代号中加注字母，而以Ac1、Ac3和Acm表示钢在加热时的实际相变温度，以Ar1、Ar3和Arm表示钢在冷却时的实际相变温度。奥氏体

26、的形成 当把亚共析钢加热到Ac1温度时，组织中的珠光体即开始转变为奥氏体，一般将奥氏体的形成过程分为生核、长大、剩余滲碳体溶解和奥氏体成分均匀化四个阶段。亚共析钢在Ac1以上温度，组织中珠光体仍按上述过程转变为奥氏体，而只有把亚共析钢加热到Ac3以上才能获得单相奥氏体。目前我们使用的滲碳钢，材料为8620H或8627RH以及20CrMnTi,均属于亚共析钢，其化学成分如下： C Mn Ni Cr Mo Si8620H 0.180.23 0.70.9 0.40.7 0.40.6 0.150.25 0.150.38627RH 0.250.3 0.70.9 0.40.7 0.40.6 0.150.2

27、5 0.150.320CrNi3 0.170.24 0.30.6 2.753.25 0.60.9 C Mn Cr Ti20CrMnTi 0.170.24 0.81.10 1.01.30 0.060.12因其碳含量在0.2C，所以我们选择的滲碳温度在900以上，以获得单相均匀的奥氏体组织，从而使碳能滲入钢中。同时由于钢件在此温度得到单相奥氏体，滲碳体已完全溶解，从而也保证了在淬火冷却时心部能得到无扩散型的板条马氏体。5滲碳件常见缺陷5.1滲碳层中网状或大块碳化物 产生原因是滲剂活性太高是表面含碳量过高和滲碳后冷却速度太慢。消除办法是进行Acm以上的高温淬火或正火。52滲碳层中大量残余奥氏体 产生

28、原因是滲碳浓度太高，使表面含碳量过高和淬火温度过高。消除办法是进行高温回火后重新加热淬火冷处理。53黑色组织（非马） 表层组织中出现沿晶界断续的网状黑色组织。产生原因是由于滲碳介质中的氧向内扩散，在晶界上形成铬、锰、钛等元素的氧化物，使得晶界处合金元素贫化，造成局部淬透性下降，而出现了黑色的奥氏体分解产物（屈氏体）。54过热 滲碳时过热或滲碳后淬火加热时过热，将使钢的晶粒过分长大而增加脆性。55表面脱碳 产生原因是滲碳后期滲碳气氛碳势太低，或滲碳后冷却及加热时保护不良所致。消除办法是进行补滲，或磨削掉脱碳层，或喷丸处理（脱碳层0.02mm）56表层含碳量过低 产生原因是滲碳气氛浓度过低，滲碳温

29、度低，滲碳时间短，滲碳炉漏气，零件表面沉积碳黑，装炉量太多等。消除办法是补滲。57滲碳层深度不足 产生原因是滲碳温度偏低，滲碳时间过短，滲剂浓度不足，炉子漏气，装炉量过多，零件表面积碳或氧化，试样检验不准。消除办法是补滲。58滲碳层过深 产生原因是滲碳温度偏高，时间过长。59滲碳层不均匀 产生原因是零件表面不清洁或积碳，炉温不均匀，炉内气氛循环不良或漏气，原材料带状组织严重。消除办法是补滲，为避免层深增加太多，滲碳温度可适当取低些（如890），这样在深的部位层深增加少，而浅的部位可增加多些。510表面腐蚀及氧化 产生原因是滲剂中含有硫和硫酸盐，零件表面不清洁，炉子漏气。511心部硬度不足 产生

30、原因是淬火加热温度偏低或保温时间不够，心部有未溶解的铁素体；另外淬火时冷却速度不够，心部有奥氏体分解产物。消除办法是重新加热淬火。五碳氮共滲用碳、氮同时滲入金属表面的化学热处理称为碳氮共滲我们目前采用的碳氮共滲工艺是中温碳氮共滲（780880），大都应用于结构钢耐磨件，一般滲层在1mm左右。碳氮共滲与滲碳相比有以下优点；由于碳、氮同时滲入，滲层表面具有比滲碳更高的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时氮降低了奥氏体形成温度，可在较低温度下进行共滲，工件不易过热，而且可直接淬火，淬火变形小。碳、氮同时滲入可使滲层淬透性提高，因而可在较缓和的淬火介质中淬火。另外碳氮共滲的滲速较快，可以缩短工艺周期。共滲介质

31、 氨气加滲碳气体气体碳氮共滲组织:在常用温度下进行共滲处理后,滲层中的碳含量约为0.71.0，含氮量约为0.150.5。淬火后，共滲组织应由细针状马氏体、适量的碳氮化合物和少量残余奥氏体组成。淬火后，由于最外层的含氮量较高，造成残余奥氏体量较多，故碳氮共滲间最外层的硬度要比第二层低一些，但共滲层硬度的最高值比单纯滲碳高。六.常见故障、判断、原因分析及后果，采取的措施1.交接班应做的工作 检查工艺记录是否完整、工艺运行是否正常（温度、碳势、油温），各流量计是否正确，各压力表（水压、淬火油压、炉压）是否正常，淬火油液面高度是否合适。2.多用炉部分2.1碳势显示为零 氧探头参比气是否合适，吹扫气是否

32、开着（时手动还是电磁阀关不住），管子是否脱落、接线是否断开（通知当值电工检查）。后果：丙烷气常通，炉内实际碳势很高，炉膛和氧探头严重积碳，氧探头损坏，工件产生碳化物、A+M超标，层深厚，零件报废。采取的措施：根据检查的具体情况分别采取调整参比气、关掉吹扫气，关断丙烷气，通知工艺人员。2.2 碳势达不到设定值 参比气是否合适，丙烷气量是否合适，空气电磁阀是否处于接通状态，管道是否漏气，氧探头中毒。后果：炉内贫碳或严重积碳，工件层深不合适，金相组织不合格采取的措施：调整丙烷气量，手动吹扫氧探头，修理电磁阀2.3 碳势波动大 丙烷量和空气量太大，氧探头损坏2.4降温阶段（875后）碳势升高 氨气量太

33、大，炉内积碳严重采取的措施：调整氨气量，停炉烧碳黑2.5上位机故障或停电 上位机上显示当前渗碳层深值为零。后果：不降温，工件层深厚采取的措施：按工艺时间手动跳段降温2.6 淬火时未将料盘拉到前室 料盘在后室推过位，料盘装偏，推头未抬起。判断：看后室限位杆是否回原位并打开观察窗观察，前室两个踏板限位是否压上。采取的措施：调空炉设定值为淬火温度、碳势为0.85C，通氮气打开前室炉门，检查推头，校正料盘位置，关闭外炉门，恢复炉气并保温一定时间后手动淬火。2.7 油温冷却缓慢 观察油冷却器温度表和冷却水温。后果：冷却性能下降，零件硬度不合适和表面非马超标采取的措施：打开排油阀，放掉管路内气体2.8油温

34、过低 加热是否关闭，油温设定值是否合适后果：冷却不均匀，变形大、易开裂采取的措施：打开加热，调整设定值2.9 淬火油里有水 水压高于油压，水油交换器泄漏后果：淬火时油剧烈沸腾，引起着火烧损炉子，工件出现淬火软点采取的措施：切断可燃性气体，通入氮气，关闭外炉门，切断加热降温2.10 后室风扇坏，加热辐射管坏，淬火油液面高度不够3连续炉部分3.1零件装卡时超出料盘 在主炉向硬化区推时把料盘挂斜，碰弯限位杆，造成停炉。3.2升温时未将主炉和硬化区接收单元处料盘推空 在连续炉开始运转时，碰弯限位杆3.3手动转自动时应注意的问题3.4打手动时应注意的问题七.淬火油1.G油特点： 在淬火高温冷却阶段，有很

35、快而均匀的冷却速度，保证一定截面厚度工件的快速冷却 在对流冷却阶段，冷却速度如普通淬火油一样缓慢，使工件的淬火变形和开裂危险降低到最低限度蒸气压和挥发量很低，用于保护气氛和渗碳淬火，不影响炉内气氛，工件淬后表面光亮。HOUGHTO-QUENCH G 油闪点高，粘度适中，含有油性剂，对工件表面润湿快，不会形成气罩含有独特的抗老化剂典型理化参数：粘度（37.8C）SUS 95110闪点（开口，） 不低于 180燃点（） 不低于 200水份 无倾点（） 不低于 -9腐蚀（铜片1003h）级 不大于 1酸值（mgKOH/g） 不大于 0.1饱和蒸汽压（20）Atm 不高于 3.910-5热氧化安定性：

36、粘度比 (不大于) 1.25冷却性能： 油温60，不搅拌特性温度 670最大冷速 /S 85密度（g/cm3） 0.872色泽 暗褐色HOUGHTO-QUENCH G 油的使用温度从20-100，但推荐的最佳使用温度为60-80，长时期超过100，对工件淬火后的硬度虽无影响，但会影响工件表面的光亮度。建议用泵或螺旋浆对淬火油进行搅拌，不推荐压缩空气搅拌，因为它会加速油的氧化2.MT355油 特点： MAR-TEMP 355具有中等淬火冷却效果，是好富顿热油中冷速快的一种分级淬火油，适于较低温度下的马氏体分级淬火、等温淬火及低温回火，尤适用于淬较大的工件 在马氏体转变点附近具有缓慢的冷速，可保证

37、淬火工件极小的变形量 MAR-TEMP 355以溶剂萃取精炼的，较高粘度的石蜡基矿物油为基础油，含有优质的抗氧化剂。经长期高温使用，性能稳定。在推荐使用温度下，使用寿命长典型理化性能：外观 深棕色油液 粘度（37.8） 500600 SUS 闪点（开口） 230 燃点（开口） 260 凝固点 -26.1 密度（15.6，g/cm3） 0.885 灰分 1.10% 康氏残碳值 1.50% 推荐的使用温度 最低温度 26.7 最高温度 开式淬火槽 可控气氛炉内 开式回火釜 190.6 204 204 常用温度 100-160 八.备料时应注意的问题按工艺规定在备料架上备活，严禁野蛮操作，零件之间保留间隙，不允许零件之间接触，检查挂具是否有裂纹，认真填写记录，防渗碳零件在上料时发现有脱落现象及时补涂。九.防渗碳1.目的：使不需要渗碳的部位保持原始的含碳量，使其有良好的焊接性能2.使用方法：将瓶内涂料充分搅匀，不要加水稀释，按工艺要求均匀涂刷，不允许涂到其它部位。3.防渗失败产生的后果：导致焊接部位在使用过程中开裂