渗碳工艺的分类与选择
渗碳处理知识点总结
渗碳处理知识点总结渗碳处理的效果主要是通过碳原子在金属表面渗透并与金属原子结合形成碳化物层来实现的。
碳化物层通常具有高硬度和耐磨性，可以显著改善金属零件的使用性能。
以下是一些渗碳处理的基本知识点：1. 渗碳处理的原理渗碳处理的基本原理是将金属零件暴露在碳化合物质环境中，通过加热至一定温度，使碳原子从表面渗透到金属内部，与金属原子结合形成碳化物。
这些碳化物在金属表面形成一层硬度高、耐磨性好的保护层，从而提高金属的表面硬度和耐磨性。
2. 渗碳处理的工艺流程渗碳处理一般包括准备、加热、渗碳、淬火和后处理等工艺步骤。
首先，对金属零件进行表面清洁和预热处理。
然后，将金属零件置于含有碳化合物质的加热炉中，加热至一定温度，使碳原子渗透到金属表面。
接着进行淬火处理，将零件迅速冷却以形成高硬度的碳化物层。
最后进行后处理，包括清洗、退火和表面处理等。
3. 渗碳处理的优点渗碳处理能够显著提高金属零件的硬度和耐磨性，改善其使用性能。
碳化物层通常具有良好的耐蚀性，可以提高金属零件的使用寿命。
此外，渗碳处理还可以在不改变金属整体性能的情况下达到表面硬化的效果，对金属材料的强度和韧性等整体性能影响较小。
4. 渗碳处理的适用材料渗碳处理主要适用于碳钢、合金钢等含碳金属材料。
这类金属材料通常含有足够的碳元素，能够与外部碳原子结合形成碳化物。
而对于不含碳或碳含量较低的金属材料，渗碳处理效果较差。
5. 渗碳处理的应用范围渗碳处理广泛应用于汽车、机械设备、航空航天等领域的零部件制造。
例如，发动机凸轮轴、齿轮、轴承等零部件常常需要经过渗碳处理以提高其表面硬度和耐磨性。
此外，渗碳处理还被用于改善工具钢、模具钢等材料的表面性能。
6. 渗碳处理的注意事项在进行渗碳处理时，需要注意控制加热温度、渗碳时间和淬火速度等工艺参数，以确保碳原子能够均匀渗透到金属表面，并形成均匀的碳化物层。
此外，对于不同材料和零件的需求，还需要根据具体情况选择合适的渗碳介质和工艺参数，以达到最佳的处理效果。
渗碳钢的热处理知识点总结
一、渗碳钢的热处理工序用于制造渗碳零件的钢称为渗碳钢。
渗碳钢的主要热处理工序一般是在渗碳之后再进行淬火和低温回火。
处理后零件的心部为具有足够强度和韧性的低碳马氏体组织，表层为硬而耐磨的回火马氏体和一定量的细小碳化物组织。
有些结构零件，是在承受较强烈的冲击作用和受磨损的条件下进行工作的，例如汽车、拖拉机上的变速箱齿轮，内燃机上的凸轮、活塞销等。
根据工作条件，要求这些零件具有高的表面硬度和耐磨性，而心部则要求有较高的强度和适当的韧性，即要求工件“表硬里韧”的性能。
为了兼顾上述双重性能，可以采用低碳钢通过渗碳淬火及低温回火来达到，此时零件心部是低碳钢淬火组织，保证了高韧性和足够的强度，而表层(在一定的深度)则具有高碳量(0.85%～1.05%)，经淬火后有很高的硬度(HRC>60)，并可获得良好的耐磨性。
二、渗碳钢的成分特点渗碳钢的含碳量一般都很低(在 0.15%～0.25%之间)，属于低碳钢，这样的碳含量保证了渗碳零件的心部具有良好的韧性和塑性。
为了提高钢的心部的强度，可在钢中加入一定数量的合金元素，如Cr、Ni、Mn、Mo、W、Ti、B等。
其中 Cr、Mn、Ni 等合金元素所起的主要作用是增加钢的淬透性，使其在淬火和低温回火后表层和心部组织得到强化。
另外，少量的Mo、W、Ti等碳化物形成元素，可形成稳定的合金碳化物，起到细化晶粒、抑制钢件在渗碳时发生过热的作用。
微量的B(0.001%～0.004%)能强烈地增加合金渗碳钢的淬透性。
渗碳钢的分类根据淬透性或强度等级的不同，合金渗碳钢分为三类。
低淬透性合金渗碳钢即低强度渗碳钢(抗拉强度≤800MPa)，如15Cr、20Cr、15Mn2、20Mn2等。
这类钢淬透性低，经渗碳、淬火与低温回火后心部强度较低且强度与韧性配合较差。
主要用于制造受力较小，强度要求不高的耐磨零件，如柴油机的凸轮轴、活塞销、滑块、小齿轮等。
这类钢渗碳时心部晶粒易于长大，特别是锰钢。
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。
渗碳常用工艺
渗碳常用工艺
渗碳是一种提高钢件表面硬度和耐磨性能的热处理工艺，其常用工艺包括气体渗碳、盐浴渗碳和真空渗碳。
气体渗碳主要是将钢件置于渗碳气氛中进行处理，温度一般在850℃~950℃之间。
常用的渗碳气氛有氨气、乙炔等，可以根据不同的要求进行选择。
盐浴渗碳是将钢件浸入含有渗碳剂的盐浴中进行处理，温度一般在820℃~950℃之间。
盐浴渗碳有助于提高渗碳深度和均匀性，但需要注意防止盐浴的腐蚀性对钢件造成损害。
真空渗碳则是在真空环境下进行处理，温度一般在900℃~1050℃之间。
真空渗碳可以保证渗碳剂的纯净性和均匀性，有利于提高钢件表面的耐磨性和疲劳寿命。
以上三种渗碳工艺各有特点，可以根据具体的钢件材料和使用环境进行选择。
在实际应用中，还需要注意渗碳剂的选择、渗碳时间和渗碳深度等因素，以确保钢件表面硬度和耐磨性能的提高。
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零件渗碳工艺
零件渗碳工艺
零件渗碳工艺是一种常见的表面强化加工工艺，通过在零件表面进行渗碳处理，从而提高零件的硬度、磨耗性和耐蚀性等性能。
该工艺通常应用于机械零件、汽车配件、航空航天零部件等高性能金属材料的表面处理。
零件渗碳工艺主要分为固体渗碳、气体渗碳和液体渗碳三种方式。
1、固体渗碳：固体渗碳是将含有碳元素的固体材料覆盖在零件表面，通过加热零件使固体材料中的碳元素渗透到零件表面，形成具有一定厚度的渗碳层。
该方式简单易行，适用于各种形状的零件，渗碳层质量较好。
但固体材料渗碳速度较慢，渗碳层厚度对固体材料的选择和操作时间等因素有所影响。
2、气体渗碳：气体渗碳是将零件放置在特定的密闭加热设备中，将含有碳元素的气体在一定的温度和压力下通过加热设备渗透到零件表面，形成渗碳层。
该方式可用于成批处理大量相同的零件，操作过程中能够自动化，但气体渗碳设备较为昂贵，且渗碳层厚度不易控制。
零件渗碳工艺的优点在于可以针对不同材料和工艺要求选择不同的处理方式，使得渗碳层具有适合各自应用领域的特点；同时，渗碳层能够提高零件表面硬度和耐磨性，从而使得其使用寿命得到有效延长。
但需要注意的是，由于渗碳层是通过改变零件表面的化学元素成分实现的，因此加工过程需要严格控制处理温度、时间、压力等参数，以避免对零件基本结构和性能造成不良影响。
表面渗碳处理工艺
表面渗碳处理工艺渗碳与渗氮一般是指钢的表面化学热处理渗碳必须用低碳钢或低碳合金钢。
可分为固体、液体、气体渗碳三种。
应用较广泛的气体渗碳，加热温度900-950℃。
渗碳深度主要取决于保温时间，一般按每小时0.2-0.25mm估算。
表面含碳量可达百分之0.85-1.05。
渗碳后必须热处理，常用淬火后低温回火。
得到表面高硬度心部高韧性的耐磨抗冲击零件。
渗氮应用最广泛的气体渗氮，加热温度500-600℃。
氮原子与钢的表面中的铝、铬、钼形成氮化物，一般深度为0.1-0.6mm，氮化层不用淬火即可得到很高的硬度，这种性能可维持到600-650℃。
工件变形小，可防止水、蒸气、碱性溶液的腐蚀。
但生产周期长，成本高，氮化层薄而脆，不宜承受集中的重载荷。
主要用来处理重要和复杂的精密零件。
涂层、镀膜是物理的方法。
“渗”是化学变化，本质不同。
钢的渗碳---就是将低碳钢在富碳的介质中加热到高温(一般为900--950℃)，使活性碳原子渗入钢的表面，以获得高碳的渗层组织。
随后经淬火和低温回火，使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力，而心部仍保持足够的强度和韧性。
渗碳钢的化学成分特点1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25％范围内，对于重载的渗碳体，可以提高到0.25--0.30％，以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。
但含碳量不能太低，否则就不能保证一定的强度。
2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性，细化晶粒，强化固溶体，影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。
在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。
常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类1)碳素渗碳钢中，用得最多的是15和20钢，它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56--62HRC。
但由于淬透性较低，只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件，如轴套、链条等。
2)低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。
渗碳的方法原理应用
渗碳的方法原理应用1. 渗碳的定义渗碳是一种金属表面处理工艺，通过在金属表面形成富碳层，提高金属材料的硬度和耐磨性。
渗碳是通过将含碳化合物加热至高温，使其在金属表面扩散，形成富碳层的过程。
2. 渗碳的原理渗碳的原理基于扩散理论，即在高温下，含碳化合物中的碳原子会从高浓度区域向低浓度区域扩散，最终在金属表面形成富碳层。
渗碳的速率取决于温度、时间和温度梯度。
3. 渗碳的方法渗碳的方法主要包括以下几种：•固体渗碳：将含碳化合物（如氰化钠、氰化钾等）与金属样品一同加入高温容器中，通过高温加热使碳原子扩散到金属表面。
•液体渗碳：通过将含有碳源的液体（如液态碳氢化合物）浸泡金属样品，使碳原子通过溶液扩散到金属表面。
•气体渗碳：通过在高温环境下，将含碳气体（如甲烷、一氧化碳等）与金属样品接触，使碳原子在金属表面扩散。
•离子渗碳：通过将含碳化合物（如氰化物）溶解在溶剂中，再通过电场作用将碳离子引入金属样品，实现渗碳。
4. 渗碳的应用渗碳广泛应用于许多领域，主要包括以下几个方面：•机械工程：在机械工程中，渗碳可以提高金属的硬度和耐磨性，用于制造轴承、齿轮等零部件，增加其使用寿命。
•汽车工业：在汽车工业中，渗碳可以用于制造曲轴、减震器等零部件，提高其耐磨性和强度。
•航空航天：在航空航天领域，渗碳可用于制造发动机零部件、航空轴承等高性能材料，提高其抗腐蚀性能和疲劳寿命。
•工具制造：在工具制造中，渗碳可以用于制造刀具、钻头等工具，提高其切削性能和寿命。
•能源领域：在能源领域，渗碳可用于制造石油钻具、钻井机零部件等设备，提高其耐磨性和使用寿命。
5. 渗碳的优点和注意事项渗碳具有以下优点：•提高材料硬度和耐磨性；•延长材料使用寿命；•显著改善材料表面性能。
渗碳需要注意以下事项：•清洁金属表面，避免表面有锈蚀、油污等影响渗碳效果；•控制渗碳工艺参数，如温度、时间，以保证渗碳层的质量；•选择合适的渗碳方法，根据不同材料和应用场景进行选择；•进行适当的后处理，如淬火、回火等，以提高渗碳层的性能。
渗碳补渗工艺的确定及措施
渗碳补渗工艺的确定及措施（四川泸州长江挖掘机厂赵振东）渗碳件表面脱碳或渗碳深度未达到工艺要求，是渗碳件常见缺陷。
为满足技术要求，必须施行正确的补渗工艺方法，进行补救。
众所周知，补渗件表层已有较高的碳浓度，故与正常渗碳件的低碳表层状态有明显差异。
渗碳特性也必然不同，如不考虑其特点，将难以获得预期的效果，甚至造成废品。
（1）表面脱碳的补渗工艺及措施常规渗碳件表层大多数出现脱碳现象，因此，一般标准均规定：渗碳件表层只允许一定的脱碳深度（小于0.05mm），当脱碳深度超出规定时，必须进行补渗使其恢复到要求的碳浓度（＞0.80%）。
渗碳脱碳件最表层的碳浓度有明显下降，使渗层的正常碳浓度分布发生变化，最就碳浓度由表层移至次表层。
补渗件的表面碳浓度由C1提高到C S，使表层至次表层之间补充足够的碳后，才能满足渗碳质量要求。
在制定补渗工艺，选择其参数时，应充分考虑渗层碳浓度分布及其变化的这一特点。
理论分析及试验均证明，渗碳是一个不平衡过程，随着渗碳时间的延长，表面碳浓度按一定规律增加，最后达到与炉气碳势平衡的浓度，形成一定的碳浓度分布，对脱碳件，补渗前表面的碳浓度分布不同于正常渗碳件和非脱碳补渗的情况，其特征在于最表层为低或中碳浓度，而次表层为高碳浓度。
补渗时，脱碳层所需增加的碳来自高碳势炉气和次表面的高碳区域，相当于双面渗碳，其补碳速度成倍增加。
在补渗表面增碳的同时，其次表面碳浓度下降，浓度梯度降低，减弱了碳向内部扩散的能力。
因此，补渗时，渗层浓度增加并不明显。
只要炉气有足够的活性碳提供，脱碳表层被补足碳的时间并不长。
但应注意，工件入炉补渗并非立即进入渗碳过程，而要经历一段时间（一般为1.5～3h不等）排气，方能达到补渗要求的碳势。
在排气期，补渗件不但无碳渗入，而且还要脱碳，使原脱碳层加深，在制定补渗时间时，应考虑该情况。
①补渗温度渗碳是碳在γ—Fe中的扩散现象，温度越高，碳在钢中的扩散速度越快，在表面吸收同样碳量的条件下，表面碳浓度增长变慢，而渗层深度增加变快。
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渗碳工艺的分类与选择
1、直接淬火低温回火组织及性能特点：不能细化钢的晶粒。
工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低、适用范围：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，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。
2、预冷直接淬火、低温回火淬火温度800-850℃组织及性能特点：可以减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奥氏体晶粒没有变化。
适用范围：操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。
3、一次加热淬火，低温回火，淬火温度820-850℃或780-810℃组织及性能特点：对心部强度要求较高者，采用820-850℃淬火，心部为低碳M，表面要求硬度高者，采用780-810℃淬火可以细化晶粒。
适用范围：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，某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。
4、渗碳高温回火，一次加热淬火，低温回火，淬火温度840-860℃组织及性能特点：高温回火使M和残余A分解，渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出，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、二次淬火低温回火组织及性能特点：第一次淬火（或正火），可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织（850-870℃），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：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。
但在渗碳后需经过两次高温加热，使工件变形和氧化脱碳增加，热处理过程较复杂。
6、二次淬火冷处理低温回火组织及性能特点：高于Ac1或Ac3（心部）的温度淬火，高合金表层残余A较多，经冷处理（-70℃/-80℃）促使A转变从而提高表面硬度和耐磨性。
适用范围：主要用于渗碳后不进行机械加工的高合金钢工件。
7、渗碳后感应加热淬火低温回火组织及性能特点：可以细化渗层及靠近渗层处的组织。
淬火变形小，不允许硬化的部位不需预先防渗。
适用范围：各种齿轮和轴类。
8、钢的渗碳工艺参数钢的渗碳工艺参数主要有以下三项：1、渗碳介质的化学成分：渗碳介质可分为气体、液体、固体等三大类。
2、渗碳温度：常用温度为900～950℃。
温度愈高，扩散速度愈快，渗层愈深，但温度过高会造成奥氏体晶粒长大，降低零件的力学性能；增加工件的形状变形，降低设备的使用寿命。
3、渗碳时间：常用的渗碳时间近似计算多采用Harris公式式中：深度单位mm； t时间(h); T温度(K)。
对于几个常用的渗碳温度的计算公式可简化为：925℃，900℃，870℃，时间(h)渗碳层深度值(mm)870℃900℃925℃
20、6
40、7
60、89
40、8
91、0
71、27
81、2
71、5
21、801
21、5
51、8
52、211
61、802、1
32、54202、0
12、3
92、842
42、1
82、6
23、10302、4 62、9
53、483
62、7
43、203、81。