渗碳体对低碳钢板冲压性能的影响
渗碳体的力学性能
二 合金钢牌号的表示方法
结构钢：两位数字+合金元素符号+数字
如 60Si2Mn
工具钢和特殊性能钢：一位数字+合金元素符号+数字 如9SiCr 合金结构钢： 16Mn 合金钢 合金工具钢： 9SiCr
40Cr
60Si2Mn
W18Cr4V
不锈钢: 1Cr18Ni9Ti 特殊性能钢 耐热钢: 4Cr6Si2 耐磨钢: ZGMn13
（四） 白口铸铁（W c＞2.11%的铁碳合金）的分类和组织
A
L
L+A
D C
℃ 温 度
A
G
E
L+Fe3C
Ld+Fe3C Ld+Fe3C
F
A+F
A+Fe3CⅡ
A+Fe3CⅡ+Ld P+Fe3CⅡ+ Ld
W C（%）
Ld Ld
4.3
F
Q 0
P
F+P
P
S
P+Fe3CⅡ 2.11
K
6.69
0.77
Fe
Fe3C
消除硫对钢的有害作用。 锰在碳钢的含量为0.25~0.80%。
3 硅（Si）： 能溶于铁素体，提高其强度；硅在碳钢的含量为0.40%。 4 硫（S）： 在钢中与Fe化合形成FeS,而FeS与Fe形成低熔点共晶
体，导至钢的热脆性。钢中的含硫量小于0.05%。
5 磷（P）： P能固溶于F体，使钢的强度、硬度提高，但钢的塑性和韧性
共晶白口铸铁： 白口铸铁的分类
Wc=4.3%
亚共晶白口铸铁： 2.11＜%Wc＜4.3%
过共晶白口铸铁： 4.3%＜Wc＜6.69%
简述碳元素对钢材基本组织和性能的影响规律。
简述碳元素对钢材基本组织和本能的影响规律。
当含碳量小于0.8%时，钢材的基本组织由碳素体和珠光体组成，其间随着含碳量的提高，碳素体逐渐减少而珠光体逐渐增多，钢材则表现出强度、硬度逐渐提高而塑性、任性逐渐降低。
当含碳量大于0.8%时，钢材的基本组织由珠光体和渗碳体组成，此后随着含碳量增加，珠光体逐渐减少而渗碳体相对增加，从而使钢材的硬度逐渐增大，而塑性和韧性逐渐减小，且强度下降。
碳是决定钢的力学性能的最主要因素，随含碳量的增加，硬度增大，塑性、韧性下降。
当含碳量<0.77%时，随含碳量的增加，强度增加，而当含碳量>1.0%以后，强度反而下降。
碳素钢按其含碳量的不同，可分为三种种类，分别是：低碳钢——含碳量wc≤0.25%、中碳钢——含碳量wc0.25%～0.60%、高碳钢——含碳量wc>0.60%。
钢的制取都是一项高成本低效率的工作。
如今，钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。
可以说钢是现代社会的物质基础。
扩展资料：为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。
按其合金元素的总含量，可分为：1、低合金钢--合金元素的总含量≤5%。
2、中合金钢--合金元素的总含量5%～10%。
3、高合金钢--合金元素的总含量>10%。
根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特
殊性能。
钢材中的渗碳体
钢材中的渗碳体
钢材中的渗碳体是一种由碳在钢中扩散形成的组织结构。
渗碳是通过将钢材置于高温环境中，与碳源（如固体碳化物、气体或液体碳）接触，使碳进入钢材内部，扩散到表面或特定深度，形成碳的浓度梯度。
渗碳主要用于提高钢材的硬度和耐磨性。
通过渗入钢材内部的碳，增加了钢材的碳含量，进一步形成了高碳含量的渗碳层。
这些高碳含量的区域，也称为渗碳体，具有较高的硬度和抗磨损性能。
渗碳通常用于淬火和回火工艺中。
在淬火过程中，渗碳体可以形成高硬度的直接淬火组织，以增加钢材的硬度和耐磨性。
然后，通过回火过程使渗碳体发生相变，转化为更强韧的马氏体组织，以平衡硬度和韧性之间的关系。
通过调整渗碳的条件和过程参数，可以控制渗碳层的厚度、硬度和碳含量。
常见的渗碳工艺包括气体渗碳、盐浴渗碳和液体碳渗碳等。
需要注意的是，渗碳并不适用于所有类型的钢材。
一些低碳钢或易锈钢由于其化学成分的限制，无法进行有效的渗碳处理。
因此，在实际应用中，应根据钢材的性质和需求选择适合的渗碳工艺和材料。
钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响
钢材—含碳量对碳钢的组织和力学性能的影响含碳量少，一般组织由铁素体和珠光体组成，淬火后多为板条马氏体；低碳钢韧性大，硬度低，耐磨性差含碳量高，组织一般由渗碳体跟珠光体组成，淬火后多为片状马氏体；高碳钢脆性大，硬度高，耐磨性好一般碳的含量越高硬度越大，韧性降低！以下是各种钢的特点的一些简介：1碳钢碳钢也叫碳素钢，是含碳量wc小于2％的铁碳合金。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。
碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。
按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(wc≤0.25％)，中碳钢(wc 0.25％一0.6％)和高碳钢(wc >O．6％)按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较低)和高级优质钢(含磷、硫更低) 。
一般碳钢中含碳量越高则硬度越高，强度也越高，但塑性降低。
2碳素结构钢这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275MPa。
若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含s、P的量依次降低，钢材质量依次提高。
若在牌号后面标注字母“F”则为沸腾钢，标注“b”为半镇静钢，不标注“F，’或“b”者为镇静钢。
例如Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢，Q235-c表示屈服点为235MPa的c级镇静钢。
碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。
通常Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通铆钉、螺钉、螺母等零件。
Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。
热处理中渗碳的作用
热处理中渗碳的作用热处理是一种通过加热和冷却来改变材料性质的工艺，其中渗碳是一种常用的热处理方法。
渗碳可以在钢材表面形成一层高碳化合物，从而提高钢材的硬度和耐磨性。
本文将详细介绍渗碳在热处理中的作用。
一、渗碳的定义渗碳是指将含有低碳量的钢件浸泡在含有高碳量的介质中，使得钢件表面形成一层高碳化合物。
这种方法可以大大提高钢件的硬度和耐磨性，从而增强其机械性能。
二、渗碳的原理在渗碳过程中，钢件被置于含有高碳量物质（如气体、液体或固体）中，并经过加热处理。
在加热过程中，含有高碳量物质会向钢件表面扩散，并与钢件表面上的低碳铁元素结合形成高碳化合物。
这些化合物具有很高的硬度和耐磨性，从而提高了钢件表面的机械性能。
三、渗碳方法1. 固体渗碳固体渗碳是指将含有高碳量的固体物质（如炭化物）置于钢件表面，并在高温下进行加热处理。
在加热过程中，高碳物质会扩散到钢件表面并与低碳铁元素结合形成高碳化合物。
这种方法适用于大型工件的生产，但需要较长的时间和较高的温度。
2. 液体渗碳液体渗碳是指将含有高碳量的液体置于钢件表面，并在高温下进行加热处理。
在加热过程中，液体中的高碳物质会扩散到钢件表面并与低碳铁元素结合形成高碳化合物。
这种方法适用于小型工件的生产，但需要较长的时间和较高的温度。
3. 气体渗碳气体渗碳是指将含有高浓度气体（如一氧化碳）置于钢件表面，并在高温下进行加热处理。
在加热过程中，气体中的高浓度一氧化碳会扩散到钢件表面并与低碳铁元素结合形成高碳化合物。
这种方法适用于大型工件的生产，但需要较长的时间和较高的温度。
四、渗碳的作用1. 提高硬度经过渗碳热处理后，钢件表面会形成一层高碳化合物。
这些化合物具有很高的硬度和耐磨性，从而提高了钢件表面的机械性能。
因此，在需要强度和硬度较高的零部件中广泛应用。
2. 增强耐磨性由于渗碳后钢件表面形成了一层高碳化合物，这些化合物具有很高的耐磨性。
因此，在需要经常与其他材料接触或摩擦的零部件中广泛应用，如轴承、齿轮等。
浅谈渗碳热处理的控制与缺陷分析
浅谈渗碳热处理的控制与缺陷分析通常机械工件在完成机加工之后需要进行渗碳处理，来提高表面硬度、耐磨性能以及解除疲劳强度的等。
但是在实际的渗碳热处理过程中，常常会出现各种缺陷导致的最终的产品不能使用或者寿命降低。
本文主要针对渗碳热处理的控制以及缺陷进行了分析，对实际的渗碳热处理具有一定的指导意义。
材料为钢的机械零件为了得到较高的表面质量，一般都需要进行渗碳热处理，来提高零件表面的强度、硬度、接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。
渗碳处理是将刚件放入到渗碳的介质中加热并保温一段时间，使碳原子能够渗入到刚件的表面，使的刚件表面的碳浓度增加。
渗碳属于金属表面处理的一种，对于低碳钢和低合金钢的应用较多；通过将活性渗碳介质和工件加热至900-1000℃的单相奥氏体，保温一定时间之后，碳原子进入到刚件的表层，但是钢件心部仍然保持原样。
1.渗碳热处理工艺1.1.渗碳热处理渗碳之后的钢件其表面的化学成分接近于高碳钢。
通常，钢件在渗碳之后要经过淬火处理，来达到高的表面硬度、耐磨性和疲劳强度，并实现钢件心部具有低碳钢淬火后的强韧性，使得钢件既具有非常好的表面质量优能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛的应用于航空航天、船舶海洋、汽车工业等行业。
1.2.渗碳热处理渗碳热处理按使用的渗碳剂可分为如下三大类：固体渗碳法：以木炭为主剂的渗碳法；体渗碳法：以氰化钠（NaCN）为主剂之渗碳法；气体渗碳法：以天然气、丙烷、丁烷等气体为主剂的渗碳法。
1.2.1.固体渗碳法先将处理工件去锈，以适当的间隔（20～25㎜以上）排列于渗碳箱中，周围填围渗碳剂，加盖以粘土封密装入电气炉。
加热保持一定时间。
在炉中经过所定后，在炉内慢慢冷却或者由炉中拖出空冷，后进行热处理。
渗碳钢的表面为高碳钢，心部为低碳钢，有必要施行适用各部份的硬化处理，一般进行一次淬火将心部组织微细化，其次进行二次淬火将渗碳层硬化，最后进行回火使硬化层的组织安定化。
但依钢材的种类及使用目的而有适当的热处理，镍铬钢、镍铬钼钢等的结晶粒粗大化少，未必要一次淬火，渗碳后实施球状化退火者已达一次淬火的目的，亦无此必要；一次淬火的淬火温度高，变形大，容易脆裂，要尽量避免；渗碳层浅的小工件通常省略一次淬火。
渗碳气体对201奥氏体不锈钢低温离子渗碳效果的影响
２ ｕ
ｕｇ
文章 编 号 ：６ ２ ６ ８ （ ０ ２ ０ — ４ ３０ １ ７ — ９ ７ ２ １ ） ４０ １ — ４
渗 碳 气 体 对 ２ １奥 氏体 不锈 钢 ０ 低 温 离 子 渗 碳 效 果 的 影 响
王 宇 。 赵 程
（ 岛 科 技 大 学 机 电工 程 学 院 ； 面 技 术 研究 所 ， 东 青 岛 ２ ６６ ） 青 表 山 ６ ０ １
摘 要 ：用不 同的渗碳 气体 对 ２ １奥 氏体 不锈 钢进 行 了低 温 离子渗 碳 （ Ｐ ） ０ ＤＣ Ｃ 处理 。实 验证 明 ， 甲烷 和 乙炔均 可在 不 锈 钢 表 面形 成 一 层 无碳 化 铬 析 出的碳 的 过饱 和 固溶 体 （ Ｓ
相 ） 使 其表 面的硬 度和 耐蚀 性均 有较 大幅度 的提 高。但 用 甲烷作 为渗碳 气体 处理 的 不锈 ，
Ｗ Ａ ＮＧ Ｙｕ。 ＺＨ ＡＯ Ｃｈｅ ｎｇ
（Ｃｏ ｌ ｇ ｆＥｌ ｃ ｒ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ； ｕｒａ ｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｉ ｇ Ｌａ ｏ ａ ｏｒ ， ｌ ｅ ｏ ｅ ｔ ｏ ｃ ａ ｉａ ｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｓ ｆ ｃ ｇ ｎｅ ｒｎ ｂ ｒ ｔ ｙ
Ｑｉｇ ｏ Ｕｎｖ ｒ ｉｙｏ ｉｎ ｅａ ｃ ｏｏ ｙ，Ｑｉ ｄａ ６ ０６ ，Ｃｈｎ ） ｎ ｄａ ｉｅｓｔ ｆＳｃｅ ｃ ｎｄＴｅｈｎ ｌｇ ｎｇ ｏ ２ ６ １ ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ Ｏ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｌ ｓ ａ ｃ ｒ ｕ ｉａ ｉ ｎ （ ＰＣ） ｏ ０ ｕ ｔ ｎ ｔｃ ｓ ａｎ ｅ ｓ ｅ ｌ Ｗ ｅ ｅ ａ ｕ ｅｐ ａ ｍ ａ ｂ ｒ ｔ ｚ ｏ ＤＣ ｆ２ １ ａ ｓ ｅ ｉｉ ｔ ｉ ｌ ｓ
渗碳过程中碳势变化对工件碳浓度的影响(高扩和低扩阶段碳势变化影响大)
-
C0n ) ,
F=
(
△x ) △ tD
2
,
- (1 + G)
Cn + 1 M -2
FCMn - 2
0
2 +F
Cn + 1 M -1
FCMn - 1
( 1 + G) C0
件吸热 ,炉内温度会骤降至 560 ℃左右 ,那么整个升
温过程从 560 ℃开始 ,升温速率控制在 5 ℃ /m in,则
G
=
1
+
- (1 - G)
2 +F
- (1 + G)
C0n + 1
FC0n
P
C1n + 1
FC1n
0
- (1 - G) ω
2 +F ω
- (1 + G) ω
… … …
C2n + 1 = FC2n
0 +
(8)
- (1 - G) 2 + F
- (1 - G)
其中
P=
( 1 - G)β △x ( Cg
D
2 各阶段的碳势变化对工件最终碳浓 度梯度分布的影响
实际生产中采用的是一维模拟曲线 ,故本文也 用一维碳势模拟来计算各个阶段炉气碳势的波动对
势 (Cg)与表面质量分数之差 ,即
-
D
5C 5x
x =0
=β( Cg
-C
x =0 )
(5)
此类边界条件即为第三类边界条件 。式中 β为
碳从气相到固相的质量传递系数 ,它与温度的关系
D =D0 exp ( - Q /R T)
(2)
D0 为常数 , 单位为 m2 / s, Q 为扩散激活能 ( J /
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参考文献 ：
３ 冷 冲压 材 质 的控 制
冷冲压材料多为低碳 钢和低 碳合 金钢 ， 一 般 在
［ １ ］胡赓祥 ， 钱苗根 ． 金属学 ［ Ｍ］ ． 上海 ： 上海科 学技术 出版社 ， １ ９ ８ ０ ．
１ 冷 冲 压 裂纹 分 析 范例
在冷 冲压零件 的失 效 分析 中 ， 经 常可 以看 到 碳化 物呈链 状或 网状分 布于铁 素体 基体 ， 而且 数量 较 多 ， 以 下 ３则实例 说 明渗碳 体 对冷 冲压性能 的影 响 。 实例 １ ： 厚度 为 ３ ｍ ｍ的 ０ ８ Ａ １ 钢 板 在冷 冲压 时开 裂， 裂 纹产生 于零件 ９ Ｏ。 圆弧过 渡处 ， 该 处可 见粗 糙 的 橘皮状 ， 外观形 貌 见 图 】 （ ａ ） 。解 剖 后发 现 ， 基 体 中存 在呈链 状分 布的 大量 渗 碳体 ， 见图 １ （ ｂ ） ， 它们 是 引起 冷冲压 断裂 的主要原 因。
ＷＥ Ｉ Ｑ ｉ ｕ — ｈ ｕ ａ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｆ ｕ — ｗ ａ ｎ ｇ ， ＷＵ Ｘ ｕ ｅ — ｆ ｅ ｎ ｇ
（ Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ￣Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ， Ｂ ａ ｏ ｔ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ ０ １ ４ ０ ３ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
有 的阻碍 作用 与 晶界 的 阻碍 作 用 相叠 加 ， 在 受 外力 作
用时， 因位 错运 动受 阻而产 生 高度应 力集 中 ， 而 它 的严 重程 度要 高 于 链 状 渗 碳 体 ， 因此 ， 冷 冲 压 时更 容 易 开
及 裂 纹 附 近 网状 、 半网状碳化物 （ ｂ ，×３ ２ ０ ） Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ ａ ，ｘ １ ０ ０ ）ｏ ｆ ０ ９ Ｃ ｕ Ｐ Ｔ ｉ Ｒ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ａ ｐ ａ ｎ ｄ ｎ ｅ ｔ ｔ ｅ ｄ ， ｈ ａ ｌ ｆ － ｎ ｅ ｔ ｔ ｅ ｄ ｃ ａ ｒ ｂ ｉ ｄ ｅ（ ｂ ，× ３ ２ ０ ）ｎ ｅ ａ ｒ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ
产生塑性变形 ； 而渗碳体的布氏硬度为 ８ ０ ０ Ｍ Ｎ ／ ｍ ，
第１ ２期
魏秋 华 ， 等： 渗 碳 体 对低 碳钢 板 冲 压性 能 的 影 响
１ ３ ５
伸 长率 基 本 为 零 ， 在 冲压 时不会发生 变形 ， 相反 ， 它 起 到 了阻 碍 变 形 的作 用 。从 金 属 学 理 论 得 知 ， 金 属 的塑 性 变形 主 要 是 通 过 滑 移 进 行 的 ， 而 滑 移 是 靠 位
从实例 ３中可 以看 到 ， 虽 然 该 零 件 的 断裂 产 生 于 冷 冲压 过程 ， 但根 据 断裂处 晶粒 的变形 、 金 属 的滑移 以 及厚度 的严 重减 薄等 特 征 分析 认 为 ， 它 的断 裂 主 要 是 受 冲压模具 、 变形 速 度 的影 响造 成 的 ， 而 与 材 质无 关 ， 因此在 本文 中选择 了该 范例 ， 以用 于对 渗碳 体 的形态 、 分 布 和数量 做一个 对 比 。
的 Ａ处所示 的主裂纹 外 ， 基体 中还 有 多条 与外 界不 相 处 仅为 ０ ． ８ Ｉ Ｈ １ Ｔ Ｉ ， 约为原材料 厚度 的 １ ／ ４ ， 见图 ３ （ Ｃ） 。经 通 的 内裂 纹 ， 均 为 沿 晶开 裂 ， 如图２ （ ａ ） 中 Ｂ处所示。 分析， 该 零件冷 冲压时产生裂纹 的原因与材质无关 。 在 晶界上 发现 有许 多 较 细 的 网状 及半 网状 渗 碳 体 ， 裂
中 图分 类号 ： Ｔ Ｇ１ ４ ２ ． １
文献标志码 ： Ｂ
文章编号 ： ０ ２ ５ ４ — ６ ０ ５ １ （ ２ ０ １ ０ ） １ ２ ￣１ ３ ４ － ０ ２
冷 冲压 件 在 车辆 生产 中 占有 相 当大 的 比例 ， 钢 板 的冷 冲压 性 能在 选 择 板 材 时 至 关 重 要 。 生 产 中 使 用 最 广 泛 的低碳 钢 板 ， 其 基体 组 织 为铁 素体 加 少量 珠 光 体 及 游离 渗碳 体 。根 据 显微 组 织特 性 ， 铁 素体 具 有 良 好 的变形 能力 ， 冲压时首先产生滑移变形 ， 但 渗 碳 体 为 硬脆 相 ， 会 阻 碍塑 性变 形 。本文 根 据生 产 中出现 的 问题 ， 分 析 了渗碳 体 的形 态 、 分 布 和 数 量 对 低 碳 钢板 冷 冲压 性 能 的影 响 ， 指 出在 选 购 材 质 时 应 注 意 的 问 题， 以保证 冷 冲压 件 的成 品 率 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ０ － ０ ６ － １ ９
２ 渗碳体 影响冲压性 能的机理
２ ． １ 链 状渗碳 体 的影 响
低碳 钢 的 塑性 变 形 主要 发 生在 铁 素 体 中 ， 而 渗碳
体 在 受 冲压 外 力 作 用 ｕ Ｃ Ｊ Ｌ 乎 不 变 形 。根 据 文 献 ［ １ ］ 介绍 ， 铁 素体 为软 韧 相， 它 的布 氏硬度 为 ５ ０～
作者简介 ： 魏秋华 （ １ ９ ５ ８ 一） ， 女， 河 北石家 庄人 ， 高 级工程 师 ， 从事 材料 研究 、 金相分析技术及热处理 工作 ， 主要研究方 向为材料工艺 技术和失 效 分 析 。联 系 电话 ： ０ ４ ７ ２ ． ３ １ １ ６ ３ ６ ８
８ ０ ＭＮ ／ ｍ ， 伸长 率为 ３ ０ ％ ～５ ０ ％， 在 冲 压 时 很 容 易
外， 由于铁 素 体 和渗 碳 体 具 有 明 显 的 变 形 量 差 异 ，
在冷 冲压成 型后 易在 零件 表面 出现成 鳞状 分布 的橘皮
状， 正 如在 实例 １中所看 到 的 。 ２ ． ２ 网状渗碳 体 的影 响
根 据 晶界 的特 性 得 知 ， 在 金 属 晶体 的晶 界上 存 在
原材 料 状 态 下 使 用 。 由 于 订 货 时 很 少 对 原 材 料 的 热 处 理 状 态 和 显 微 组 织 提 出要 求 ， 因此 ， 在 生 产 中 经 常 会 出现 因 较 多 沿 晶界 分 布 的 网 状 渗 碳 体 或 呈
链 状 分 布 的渗 碳 体 而造 成 的冷 冲 压 失 效 。 因 此 ， 为
第３ ５卷 第 ｌ ２期
２０１ ０矩
金 孺 熬庵铭
ＨＥＡＴ ＴＲＥＡＴＭ ＥＮＴ ０Ｆ Ｍ ＥＴ ＡＬＳ
Ｖｏ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． １ ２ Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂｅ ｒ ２ ０１ ０
ｌ ２月
渗 碳 体 对 低 碳 钢 板 冲 压 性 能 的 影 响
魏秋 华 ，刘 福 旺 ，武 雪峰
纹 在此处产 生 ， 见图 ２ （ ｂ ）。可见 ， 晶界上 分 布 的渗 碳 体是 引起冷 冲压 断裂 的主要 原 因。 实例 ３ ： 厚度为 ３ ｉ ｌ ｌ ｔ ｎ的 ０ ８ Ａ １ 钢板 在冷 冲压成 型 时 产生裂纹 ， 经取 样 分析 发现 ， 材料 基体 为 铁素 体 加少 量
实例 ２ ： 规格 为 Ｑ ２ ２ ０ ｎ ｌ ｎ ｌ ×１ ４ ０ ｍ ｌ ｎ ｘ ６ １ ｍｍ ×
图１ ０ ８ Ａ １ 钢板 冷 冲压 后 的断 裂 形 貌 （ ａ ） 和钢 板 内呈 链 状 分 布 的碳 化 物 （ ｂ ，× ５ ０ ０ ）
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍ ｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ ａ ）ｏ ｆ ０ ８ Ａ １ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｍ ｐ ｉ ｎ ｇ ｍ ａ ｎ ｄ ｅ ｈ ｍ ｎ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｓ ｅ ￣ ｂ ｉ ｄ ｅ（ ｂ ，Ｘ ５ ０ ０ ）ｗ ｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ
（ ａ ）ｆ ｅ ｒ ｒ ｉ ｔ ｅ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｍ ａ ｌ ｌ ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｌ ｙ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｄ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｅ（Ｘ ４ ０ ０ ） ；（ ｂ ）ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｇ ｒ ａ ｉ ｎ （ｘ ２ ０ ０ ） ；（ ｅ ）ｆ ｉ ｂ ｒ ｏ ｕ ｓ ｍ ｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
着 较多空 位 、 位错等 缺 陷 ， 该 处 点 阵 畸变 大 ， 存 在 晶界
能， 并且 具有 原子排 列 的不规 则性 ， 对金 属材料 的塑性
变 形起 阻碍作 用 。当 渗碳 体 沿 晶界 分布 时 ， 它 本 身具
图２ ０ ９ Ｃ ｕ Ｐ Ｔ ｉ Ｒ ｅ 钢帽裂纹形貌 （ ａ ，ｘ １ ０ ０ ）
分 布较均匀 的渗碳 体 ， 见图 ３ （ ａ ） ； 断 裂处 晶粒被严 重 拉 ８ ｍ ｍ的 ０ ９ Ｃ ｕ ｌ ￣ｉ Ｒ ｅ钢 帽 ， 装 配受 力 时 断裂 ， 在 垂直 于 长 ， 呈 现出纤维状 条纹 ， 其 间有 明显 滑移 线 ， 且 滑移面倾 裂纹处 取样置 于显 微 镜 下 观 察 ， 可以看到， 除图 ２ （ ａ ） 斜 角为 ４ ５ 。 ， 见图 ３ （ ｂ ） ； 测 量裂纹处 的材 料厚 度发现 ， 该
（ 内蒙古 第 一机 械制 造集 团有 限公 司 ， 内蒙 古 包 头 ０ １ ４ ０ ３ ２ ） Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｅ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｍｐ ｉ ｎｇ ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ｏ ｆ ｌ ｏ ｗ ｃ ａ ｒ ｂｏ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐｌ ａ ｔ ｅ
裂， 实例 ２即为 较典 型 的失 效 范例 。
图３ ０ ８ Ａ １ 钢 板 存 冷 冲 成型 时产 生 的裂 纹 形 貌
（ ａ ）铁素体加少量均匀分布的渗碳体（ｘ４ ０ ０） ； （ ｂ ）被拉长的晶粒 （× ２ ０ ０ ）； （ ｃ ） 纤维状形貌 （× ５ ０ ）