渗碳齿轮热处理常见缺陷及预防措施
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3、齿轮心部硬度不足
渗碳齿轮心部要求具有一定的硬度。 硬度偏低，齿轮材料的屈服点降低，易 产生心部塑性变形，使齿轮表面硬化层 抗剥落性能及齿根弯曲疲劳性能降低。
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原因分析
(1)齿轮材料淬透性差，齿轮材质差，钢材内部 带状组织严重。
(2)齿轮渗碳后，直接淬火前预冷温度过低，使 预冷温度和淬火温度温差小，冷却速度不足。
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预防措施
(1)气体渗碳时，为了防止表层过度渗碳，在强 渗后期安排扩散阶段，合理安排强渗和扩散阶 段的时间对于控制渗层的深度有很大的关系。
(2)对已经产生表层过度渗碳的齿轮，应在低碳 势渗碳炉中进行扩散处理，或进行碳化物球化 退火处理（获得粒状珠光体组织，为淬火做好 组织准备）后再进行重新淬火。
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原因分析
(1)渗碳过程中，渗碳时间太短，渗碳温度偏低， 渗碳层偏浅。
(2)炉内有效加热区温度分布不均匀。 (3)渗碳过程中强渗阶段及扩散阶段的碳势控制
不当。 (4)装炉前齿轮未清除油污及装炉量过多，所留
孔隙太小等因素。 (5)选择的齿轮钢材质及淬透性差，淬火介质冷
却性能不足，而造成正常渗碳淬火后硬化层偏 浅。
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碳化物 400× 4%硝酸酒精溶液侵蚀
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原因分析
气体渗碳时，若渗碳炉内碳势过高，强渗时间过 长，表层过共析（珠光体＋二次渗碳体）程度就越大， 出现齿轮表层渗碳过度。特别对含有强碳化物形成元 素Mo、W等渗碳钢，碳元素的扩散速度较慢，齿轮渗碳 层表面碳浓度高，达到过共析成分的渗碳层，在冷却 过程中，从奥氏体晶界处析出渗碳体形成块状、网状 分布。
(3)冷却速度太低，在显微镜下观察，表层组织不是马氏 体组织，而是索氏体组织。金相观察时，针状马氏体 耐腐蚀明显，而索氏体较暗(易腐蚀)，显微硬度计检 测硬度差别大。
(4)齿轮渗碳温度、淬火温度偏高造成淬火后表面残余奥 氏体量过多。
(5)齿轮材料淬透性差及淬火冷却介质的冷却能力不足。 (6)淬火后回火温度过高，并没有得到回火马氏体组织。
(1)气体渗碳时，炉内温度不均匀，碳势不均， 炉内气氛循环不佳。
(3)冷却速度不够，金相组织观察，不是低碳马 氏体组织，而是索氏体和马氏体的混合组织。
(4)心部存留大量未溶铁素体，由于加热温度偏 低或加热时间不足（还没有完全奥氏体化就进 行了淬火处理）造成。
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未溶铁素体 4百度文库0×
4%硝酸酒精溶液侵蚀
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预防措施
(1)选用淬透性好、材质好的钢材作渗碳齿 轮材料。
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渗碳齿轮热处理常见缺陷
1、齿轮表层过渡渗碳 2、淬火后表面硬度偏低 3、齿轮心部硬度不足 4、齿轮硬化层偏浅 5、渗碳层深度不均匀
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1、齿轮表层过渡渗碳
渗碳齿轮由于处理不当过度渗碳后，表层将会出 现块状、网状碳化物，少量的粒状碳化物可以改善齿 轮的耐磨和接触疲劳强度性能，若块状、网状碳化物 过多将使齿轮表层的脆性增大，易于脱落，使用时齿 轮塑性变形能力降低，耐冲击性减弱，齿根部弯曲疲 劳性能下降，齿尖角变脆，易于崩裂，淬火后渗碳齿 轮在磨削加工时易于开裂。
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(4)齿轮渗碳冷却或重新加热淬火时应在保护气 氛下进行，对已经发生氧化现象的齿轮应除掉 氧化皮（不影响齿轮的热后加工尺寸），进行 表层渗碳后再进行淬火。
(5)齿轮表层硬度偏低若是回火温度过高所致， 应重新淬火，选择较低温度进行回火。
(6)操作者及相关人员要定期对设备进行巡检， 特别在生产节拍过程中，避免由于设备原因造 成工件淬火失败，没有得到马氏体组织。
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5、渗碳层深度不均匀
正常情况下齿轮在渗碳的过程中， 由于几何形状和曲率半径的原因齿根比 其它部位要稍浅。几何因素造成渗碳层 不均难以避免。但是由于其它因素造成 渗层比正常情况更加不均匀，将造成齿 轮不同部位性能不连续，薄弱区域首先 破坏，继而整个齿轮损坏，严重影响齿 轮寿命。
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原因分析
(2)控制扩散区和预冷淬火区的温度，保证 冷却速度可以满足淬火要求。
(3)选用冷却性能好的冷却介质淬火，使心 部获取低碳马氏体组织。
(4)选择适当的淬火温度和加热时间，使心 部获得均匀的奥氏体，以便淬火后获取 马氏体组织。
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4、齿轮硬化层偏浅
渗碳齿轮表层硬度深度不够，导致 表面硬化层抗剥落性能降低的同时，也 导致使用寿命降低。
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残余奥氏体6级 400× 4%硝酸酒精溶液侵蚀
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预防措施
(1)对已造成齿轮表面含碳量低的齿轮采取 适当增碳处理。
(2)选择淬透性合适的材料和冷却能力适当 的冷却介质，淬火冷却。
(3)预先采取措施，减少淬火后的残余奥氏 体量。对含有过多残余奥氏体的渗碳齿 轮，进行一次650～670℃、3ｈ以上的高 温回火，使合金碳化物析出一部分，从 而降低重新加热淬火时的奥氏体稳定性， 促使奥氏体向马氏体转变。
渗碳齿轮热处理常见缺陷及预 防措施
一汽哈尔滨变速箱厂 郭子玉
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渗碳齿轮在机械工程中有着广泛应用，变速器、 减速器、后桥等许多机械中都使用渗碳齿轮。实际 使用表明，齿轮的失效多数与渗碳齿轮在热处理过 程中存在许多缺陷有关，这些缺陷严重地影响齿轮 的寿命，甚至影响整个总成装置使用。因此探讨渗 碳齿轮热处理缺陷及其预防措施，对于提高机械使 用性能有着重要的指导意义。
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预防措施
(1)合理选用淬透性适合的钢材作渗碳齿轮材料， 严格控制齿轮钢质量，入厂前必须对钢材化学 成分，组织等按质量标准进行验收检查。
(2)严格控制渗碳前齿轮表面质量、装炉量、炉 内温度、炉内碳势气氛、强渗和扩散时间、渗 碳后淬火温度、冷却介质及冷却介质的温度等。
(3)对出现渗碳不足的齿轮根据现层深编制合理 返修工艺进行补碳处理。
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2、淬火后表面硬度偏低
渗碳齿轮表面硬度偏低,将会导致齿 轮耐磨性和抗疲劳性能降低，对齿面抗 摩擦、磨损性能都有不利影响。
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原因分析
(1)表面脱碳，金相检查有贫碳现象，锉刀锉试工件表面 发现有软层出现，是因渗碳扩散后淬火过程中保护气 氛不足所致。
(2)由于设备出现故障（如卡盘、开炉维修等），在高温 阶段发生氧化，表面的碳被氧化成气体烧损掉。
3、齿轮心部硬度不足
渗碳齿轮心部要求具有一定的硬度。 硬度偏低，齿轮材料的屈服点降低，易 产生心部塑性变形，使齿轮表面硬化层 抗剥落性能及齿根弯曲疲劳性能降低。
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原因分析
(1)齿轮材料淬透性差，齿轮材质差，钢材内部 带状组织严重。
(2)齿轮渗碳后，直接淬火前预冷温度过低，使 预冷温度和淬火温度温差小，冷却速度不足。
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预防措施
(1)气体渗碳时，为了防止表层过度渗碳，在强 渗后期安排扩散阶段，合理安排强渗和扩散阶 段的时间对于控制渗层的深度有很大的关系。
(2)对已经产生表层过度渗碳的齿轮，应在低碳 势渗碳炉中进行扩散处理，或进行碳化物球化 退火处理（获得粒状珠光体组织，为淬火做好 组织准备）后再进行重新淬火。
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原因分析
(1)渗碳过程中，渗碳时间太短，渗碳温度偏低， 渗碳层偏浅。
(2)炉内有效加热区温度分布不均匀。 (3)渗碳过程中强渗阶段及扩散阶段的碳势控制
不当。 (4)装炉前齿轮未清除油污及装炉量过多，所留
孔隙太小等因素。 (5)选择的齿轮钢材质及淬透性差，淬火介质冷
却性能不足，而造成正常渗碳淬火后硬化层偏 浅。
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碳化物 400× 4%硝酸酒精溶液侵蚀
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原因分析
气体渗碳时，若渗碳炉内碳势过高，强渗时间过 长，表层过共析（珠光体＋二次渗碳体）程度就越大， 出现齿轮表层渗碳过度。特别对含有强碳化物形成元 素Mo、W等渗碳钢，碳元素的扩散速度较慢，齿轮渗碳 层表面碳浓度高，达到过共析成分的渗碳层，在冷却 过程中，从奥氏体晶界处析出渗碳体形成块状、网状 分布。
(3)冷却速度太低，在显微镜下观察，表层组织不是马氏 体组织，而是索氏体组织。金相观察时，针状马氏体 耐腐蚀明显，而索氏体较暗(易腐蚀)，显微硬度计检 测硬度差别大。
(4)齿轮渗碳温度、淬火温度偏高造成淬火后表面残余奥 氏体量过多。
(5)齿轮材料淬透性差及淬火冷却介质的冷却能力不足。 (6)淬火后回火温度过高，并没有得到回火马氏体组织。
(1)气体渗碳时，炉内温度不均匀，碳势不均， 炉内气氛循环不佳。
(3)冷却速度不够，金相组织观察，不是低碳马 氏体组织，而是索氏体和马氏体的混合组织。
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(1)选用淬透性好、材质好的钢材作渗碳齿 轮材料。
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渗碳齿轮热处理常见缺陷
1、齿轮表层过渡渗碳 2、淬火后表面硬度偏低 3、齿轮心部硬度不足 4、齿轮硬化层偏浅 5、渗碳层深度不均匀
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1、齿轮表层过渡渗碳
渗碳齿轮由于处理不当过度渗碳后，表层将会出 现块状、网状碳化物，少量的粒状碳化物可以改善齿 轮的耐磨和接触疲劳强度性能，若块状、网状碳化物 过多将使齿轮表层的脆性增大，易于脱落，使用时齿 轮塑性变形能力降低，耐冲击性减弱，齿根部弯曲疲 劳性能下降，齿尖角变脆，易于崩裂，淬火后渗碳齿 轮在磨削加工时易于开裂。
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(4)齿轮渗碳冷却或重新加热淬火时应在保护气 氛下进行，对已经发生氧化现象的齿轮应除掉 氧化皮（不影响齿轮的热后加工尺寸），进行 表层渗碳后再进行淬火。
(5)齿轮表层硬度偏低若是回火温度过高所致， 应重新淬火，选择较低温度进行回火。
(6)操作者及相关人员要定期对设备进行巡检， 特别在生产节拍过程中，避免由于设备原因造 成工件淬火失败，没有得到马氏体组织。
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5、渗碳层深度不均匀
正常情况下齿轮在渗碳的过程中， 由于几何形状和曲率半径的原因齿根比 其它部位要稍浅。几何因素造成渗碳层 不均难以避免。但是由于其它因素造成 渗层比正常情况更加不均匀，将造成齿 轮不同部位性能不连续，薄弱区域首先 破坏，继而整个齿轮损坏，严重影响齿 轮寿命。
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(2)控制扩散区和预冷淬火区的温度，保证 冷却速度可以满足淬火要求。
(3)选用冷却性能好的冷却介质淬火，使心 部获取低碳马氏体组织。
(4)选择适当的淬火温度和加热时间，使心 部获得均匀的奥氏体，以便淬火后获取 马氏体组织。
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4、齿轮硬化层偏浅
渗碳齿轮表层硬度深度不够，导致 表面硬化层抗剥落性能降低的同时，也 导致使用寿命降低。
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(1)对已造成齿轮表面含碳量低的齿轮采取 适当增碳处理。
(2)选择淬透性合适的材料和冷却能力适当 的冷却介质，淬火冷却。
(3)预先采取措施，减少淬火后的残余奥氏 体量。对含有过多残余奥氏体的渗碳齿 轮，进行一次650～670℃、3ｈ以上的高 温回火，使合金碳化物析出一部分，从 而降低重新加热淬火时的奥氏体稳定性， 促使奥氏体向马氏体转变。
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预防措施
(1)合理选用淬透性适合的钢材作渗碳齿轮材料， 严格控制齿轮钢质量，入厂前必须对钢材化学 成分，组织等按质量标准进行验收检查。
(2)严格控制渗碳前齿轮表面质量、装炉量、炉 内温度、炉内碳势气氛、强渗和扩散时间、渗 碳后淬火温度、冷却介质及冷却介质的温度等。
(3)对出现渗碳不足的齿轮根据现层深编制合理 返修工艺进行补碳处理。
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2、淬火后表面硬度偏低
渗碳齿轮表面硬度偏低,将会导致齿 轮耐磨性和抗疲劳性能降低，对齿面抗 摩擦、磨损性能都有不利影响。
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原因分析
(1)表面脱碳，金相检查有贫碳现象，锉刀锉试工件表面 发现有软层出现，是因渗碳扩散后淬火过程中保护气 氛不足所致。
(2)由于设备出现故障（如卡盘、开炉维修等），在高温 阶段发生氧化，表面的碳被氧化成气体烧损掉。