渗碳
渗碳工艺介绍
渗碳定义渗碳是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中,加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分. 相似的还有低温渗氮处理。
这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
简介渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25％)。
渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。
工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。
渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。
最早是用固体渗碳介质渗碳。
液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。
美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。
30年代﹐连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。
60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。
至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。
原理渗碳与其他化学热处理一样﹐也包含3个基本过程。
①分解：渗碳介质的分解产生活性碳原子。
②吸附：活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中﹐使奥氏体中含碳量增加。
③扩散：表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。
碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。
渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25％)。
渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。
工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物﹐心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现铁素体。
渗碳的名词解释
渗碳的名词解释渗碳是一种金属加工工艺，主要应用于钢铁材料的硬化和强化，以提高材料的力学性能。
渗碳工艺的目的是通过在钢铁材料表面浸渍碳元素，使其在表面形成一层高碳含量的硬质层，从而增加材料的硬度和耐磨性。
渗碳工艺最早起源于古代冶金技术，古人在钢铁制作过程中发现了渗碳的好处。
渗碳的原理是利用碳元素的亲和力，让其在材料表面渗透进入晶格结构中，并与铁原子形成固溶体。
通过加热和控制温度、时间等参数，可以使渗碳层的厚度和碳含量达到一定的要求。
渗碳工艺主要有几种方法：气体渗碳、液体渗碳和固体渗碳。
气体渗碳是最常见的方法，它是通过在特定温度下将碳气体与材料表面接触，使碳元素渗入材料中。
液体渗碳则是将包含碳元素的溶液浸泡或喷涂在材料表面，并在高温条件下进行处理。
固体渗碳则是将预先制备好的碳质物质覆盖在材料表面，通过高温处理使碳渗入材料中。
渗碳工艺的应用广泛，特别是在汽车、航空航天、机械制造等领域中。
在汽车制造过程中，发动机零部件如曲轴、凸轮轴、齿轮等需要具备较高的硬度和耐磨性，以保证发动机的可靠性和寿命。
渗碳工艺可以在材料表面形成一层硬质层，提高这些关键部件的性能。
在航空航天领域，渗碳工艺同样得到广泛应用。
航空发动机叶片、涡轮等高温部件需要具备较高的热稳定性和耐烧蚀性能，而渗碳工艺可以为这些部件提供一定的保护。
除了提高材料的力学性能外，渗碳还可以改善材料的耐腐蚀性能。
由于渗碳层的形成，使得材料表面形成一层致密的氧化物膜，减缓了氧和腐蚀介质对材料的作用，从而延长了材料的使用寿命。
然而，渗碳也存在一些问题和限制。
首先是渗碳工艺对材料的要求相对较高，只有一些特定的钢铁材料才适用于渗碳处理。
其次，渗碳层的形成需要较长的处理时间，特别是对于较厚的渗碳层，处理时间更长。
此外，渗碳过程中材料内部会产生应力，可能会导致变形和破裂，因此处理过程需要严格控制。
总之，渗碳是一种重要的金属加工工艺，可以通过在材料表面形成一层高碳含量的硬质层，提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
机械加工中关于渗碳热处理的知识总结
渗碳热处理渗碳热处理(1)定义渗碳是目前机械制造工业中应用广泛的一种化学热处理方法。
所谓渗碳就是把用低碳钢或低碳合金钢制的工件置于富碳的活性介质中，加热到850～950℃保温数小时，使渗碳介质在工件表面上产生活性碳原子，经过表面吸收和扩散而渗入工件的表层，从而使表层的含碳量达到0.8%以上的热处理工艺。
渗碳后再通过淬火和低温回火处理，借以提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时在心部又能保持一定的强度和良好的韧性。
钢铁零件的渗碳是在奥氏体状态下进行的，其作用是使渗碳层中的含碳量与高碳钢中的碳相当，而心部成分保持不变，因此渗碳使零件表面的碳达到适当的浓度和合理分布，其各种力学性能是靠随后的热处理来实现的。
渗碳零件必须进行淬火+回火处理，才能使其表面和心部的力学性能达到预定的要求，即具有高的硬度、耐磨性和疲劳强度等，并保持心部具有良好的韧性。
(2)目的通过渗碳及其随后的热处理，可使工件获得优良的综合力学性能，采用这种工艺的主要优点是：既可提高工件的使用寿命，又能节约贵重的钢材。
目前在机械制造工业中，对于表面要求耐磨性、抗疲劳强度高，而心部又要求有较高强度和韧性的结构件，如齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞销、轴套、摩擦片等，大都是采用低碳钢或低碳合金钢加工成形后，进行渗碳、淬火和低温回火的工艺方法制造的。
因此渗碳后进行热处理的目的主要体现在以下几个方面：①提高表面渗层的强度、硬度、耐磨性和疲劳强度；②消除渗层中的网状渗碳体和适当减少残余奥氏体的数量，减小脆性和有助于合金钢性能的改善；③消除内应力，增加零件的尺寸稳定性，可以防止因淬火和车削或磨削过程中产生的加工应力而引起精度或尺寸的改变；④细化晶粒，提高心部的和韧性。
可承受重载荷的作用。
(3)分类渗碳工艺的类型很多，常用的主要类型可分为：固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳和特殊渗碳。
固体渗碳在固态介质中进行，将工件埋入装有粒状渗碳剂的铁箱中或在工件表面上涂一层渗碳膏剂，然后装入炉子中加热渗碳；液体渗碳是将工件直接放入能分解出活性碳原子的盐液中加热渗碳，近年来推广发展了不用氰盐的无毒液体渗碳剂，使这种渗碳工艺获得了新的生机；气体渗碳在气体介质中进行，可在天然气、石油裂化气等吸热式、氮基可控气氛中进行渗碳，也可在滴注液体渗碳剂的分解气体中渗碳；(4)材料选择①从提高渗碳速度来看，原始碳量越低渗速越快，但是原始含碳量过低，造成工件心部硬度组织和性能达不到设计要求，含碳量过高又会导致韧性不足的缺点。
先调质再渗碳的原因
先调质再渗碳的原因
先调质再渗碳的原因主要有以下几点：
1. 调质处理能够改变钢的内部组织结构，提高钢的强度、韧性、疲劳强度等力学性能，有利于提高渗碳层的耐磨性和抗疲劳性能。
2. 渗碳处理是在一定温度下使碳原子渗入钢的表面层，形成一定厚度的渗碳层，提高钢的表面硬度和耐磨性。
在渗碳处理过程中，钢表面的组织结构会发生转变，而这种转变的前提是钢的内部组织结构已经通过调质处理得到了调整和优化。
3. 如果先渗碳再调质，调质处理会破坏渗碳层的组织结构，导致渗碳层失效，无法达到预期的耐磨性和抗疲劳性能。
因此，为了达到理想的力学性能和表面性能，通常需要先进行调质处理再进行渗碳处理。
渗碳
渗碳科技名词定义中文名称：渗碳英文名称：carburizing定义：为增加钢件表层的含碳量和形成一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。
应用学科：机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二级学科）；化学热处理（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布编辑本组织及性能特点：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。
渗碳工艺的工艺流程
渗碳工艺的工艺流程渗碳工艺是一种在金属材料表面上增加碳元素含量，从而提高材料硬度和耐磨性的工艺。
渗碳工艺的主要目的是通过在材料表面上形成一层富含碳元素的硬化层，来提高材料的机械性能和耐磨性。
下面是渗碳工艺的典型流程：1. 材料准备：首先，选择合适的金属材料，如低碳钢或合金钢作为基材。
然后，对材料进行必要的预处理，包括锯切、去油和清洗等。
2. 表面预处理：在渗碳之前，需要对材料表面进行一系列处理，以确保渗碳剂能够均匀地渗透到材料表面。
这些预处理包括粗磨、酸洗和清洗等步骤。
3. 渗碳剂选择：根据需要的渗碳深度和硬化层的要求，选择合适的渗碳剂。
常用的渗碳剂包括固体渗碳剂、液体渗碳剂和气体渗碳剂等。
4. 渗碳过程：根据渗碳剂的性质和要求，选择合适的渗碳工艺。
常见的渗碳工艺包括固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳等。
固体渗碳：将渗碳剂与材料一起置于密封的容器中，加热到渗碳温度并保持一定时间。
渗碳剂中的碳元素会在高温下扩散到材料表面，形成硬化层。
液体渗碳：将渗碳剂溶解在液体中，将材料浸入渗碳液中加热，使渗碳剂的碳元素扩散到材料表面。
气体渗碳：将含碳气体（如一氧化碳）直接与材料接触，在高温下使碳元素扩散到材料表面。
5. 渗碳时间和温度控制：根据材料和渗碳剂的性质，控制渗碳的时间和温度。
渗碳时间和温度的选择对于形成理想的硬化层非常重要。
6. 渗碳后处理：在渗碳完成后，需要对材料进行后处理，以去除渗碳剂的残留物和减小变形风险。
后处理步骤包括冷却、清洗和淬火等。
7. 检测和评估：最后，对渗碳后的材料进行检测和评估，以确保渗碳的效果满足要求。
常见的检测方法包括金相检测、硬度测试和耐磨性测试等。
总结起来，渗碳工艺是一种通过在金属材料表面上增加碳元素含量来提高硬度和耐磨性的工艺。
其工艺流程包括材料准备、表面预处理、渗碳剂选择、渗碳过程、渗碳时间和温度控制、渗碳后处理以及检测和评估等步骤。
只有在每个步骤都严格控制和操作的情况下，才能获得理想的渗碳效果。
渗碳
• （2）装箱：零件的固体渗碳时在渗碳箱中进行 ，渗碳箱 一般用钢板焊成或铸铁铸成，渗碳箱不宜过大，其外形尺 寸应尽可能适合工件的要求，箱子最好与炉底板架空，受 热均匀 。 • （3） 装炉与升温：零件可在低温入炉并用分段升温的方 法。但对于连续生产，这种方法不经济，故通常采用高温 入炉的方法。 • （4） 保温时间：零件在渗碳温度下需要保温时间视渗碳 层深度要求而定。 • （5） 出炉前的试棒检查：保温完毕大约半小时抽检试 棒，可把试棒淬于水中，折断后观察断口，或将断面抛光 后用4%硝酸酒精腐蚀，以检查渗碳层所达到的深度，渗 碳深度达到了技术要求则可出炉。如还未达到渗碳层深 度，应适当延长保温时间。
渗碳零件的材料
渗碳用钢：合金渗碳 钢含碳量0.15～0.25 ％之间。 例15、20、20Cr、 20CrMnTi、20SiMnVB 等
• 发展历史：渗碳工艺在中国可以上溯2000 年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液 体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛 应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进 行气体渗碳。30年代﹐连续式气体渗碳炉 开始在工业上应用。60年代高温(960～ 1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出 现了真空渗碳和离子渗碳。
由渗剂直接滴入炉内进行渗碳时，由于热裂 分解出的活性碳原子过多，不能全部为零件表面所 吸收而以炭黑、焦油等形式沉积于零件表面，阻碍 渗碳过程，而且渗碳气氛的碳势也不易控制。因此 发展了滴注可控气氛渗碳，即向高温炉中同时滴入 两种有机液体，一种液体（如甲醇）产生的气体碳 势较低，作为稀释气体；另一种液体（如醋酸乙酯） 产生的气体碳势较高，作为富化气。通过改变两种 液体的滴入比例，利用露点仪和红外分析仪控制碳 势，是零件表面的含碳量控制在要求的范围内。
气体渗碳通过下述反应使原子扩散渗透到钢 中:2CO=〔C〕+CO2 • 滴注式的CO是通过C一H一O系有机剂在炉中 直接热分解而获得的。但液体有机剂的品种 很多，并不是都可以用于滴注。作为滴注用 的有机剂一般可分为下列三类: （1)C>O时，如CH3·COOCH(醋酸甲脂) 2CO+3H2+〔C〕 (2)C=O时，如CH3OH(甲醇) CO+2H2 (3)C<O时，如HCOOH(甲酸) CO+H2+〔O〕
传统渗碳缺点分析报告
传统渗碳缺点分析报告摘要：传统渗碳作为一种常用的表面处理方法，在降低材料表面硬度和耐磨性方面具有显著效果。
然而，传统渗碳也存在一些缺点，如处理效果不稳定、渗碳层易脱落等。
本文主要针对传统渗碳的这些缺点进行分析和探讨。
一、引言传统渗碳作为一种常见的表面处理方法，在工业领域得到广泛应用。
它通过将含有碳源的物质加热至高温，使碳原子渗透到材料表面，从而提高材料的表面硬度和耐磨性。
然而，传统渗碳在实际应用中也暴露出一些缺点，限制了其进一步发展和应用。
二、传统渗碳的缺点1. 处理效果不稳定在传统渗碳过程中，处理效果的稳定性是一个重要问题。
由于处理温度、时间、碳源等因素的控制难度，处理结果往往难以保证一致性。
不同批次的处理可能会出现渗碳层浸深不一、硬度不一致等问题，影响材料的整体质量和性能。
这导致了传统渗碳在一些精密机械、汽车及航空航天等领域的应用受到限制。
2. 渗碳层易脱落传统渗碳形成的渗碳层存在着与基体材料的结合强度不高的问题，容易发生脱落现象。
这主要是由于渗碳过程中碳原子与基体材料发生聚集不均匀、晶粒生长不稳定等原因造成的。
当受到外力冲击或剖面受磨损时，渗碳层容易脱落，导致材料表面硬度和耐磨性的降低，甚至引发事故。
3. 环境污染传统渗碳过程中产生的废气和废水对环境造成了一定的污染。
渗碳过程中使用的化学品和所需的高温条件，会释放出一些有毒有害的物质，对环境和人体健康构成潜在威胁。
同时，废水中也含有大量有机物和重金属离子，必须经过严格处理才能排放，增加了成本和工艺复杂度。
三、改进方法和展望1. 引入新的渗碳技术为了克服传统渗碳存在的缺点，可以引入新的渗碳技术。
例如，离子渗碳、气浸渗碳等新技术在渗碳层的形成、结构控制等方面具有一定的优势。
这些新技术能够通过精确控制温度、时间和碳源质量等因素，提高渗碳层的均匀性和结合强度，从而提高材料的表面硬度和耐磨性。
2. 提高渗碳工艺的稳定性改进传统渗碳工艺，提高处理效果的稳定性是关键。
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气体渗碳气体渗碳是比较完善和经济的渗碳方法，它的主要优点如下：①它不需要渗碳箱，零件直接加热，生产周期较短。
②易于控制渗碳气氛，产品质量较稳定。
③便于直接淬火，便于实现自动化。
④周围环境清洁，大大减轻劳动强度。
但是，气体渗碳一般需要专门的设备，因而影响了普遍推广使用。
气体渗碳所采用的炉子，一般有连续式无马弗炉和井式炉。
一般中，小批量生产的工厂，大都采用井式渗碳炉进行气体渗碳。
渗薄时，把零件装于用耐热钢诸如此类料筐内。
放入炉膛中，密封加热，然后输入氢把有机液体(煤油、苯、酒精、丙酮等)滴入炉内。
滴入剂的种类很短而以煤油应用得最广泛，因价格便宜，来源充分，且有很强的渗碳能力，可满足渗碳要求。
(一) 气体渗碳的基本原理煤油滴入渗碳炉后，经过高温热裂分解一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO2)，氧(O2)，氢(H2)和饱和碳氢化合物(CnH2n+2)及不饱和碳氢合化物(CnH2n)等多种混合气体。
气体渗碳主要利用其中一氧化碳，饱和的碳氢化合物和不饱和的碳氢化合物，靠这些气体在渗碳温度分解得到原子状态的碳而产生渗碳作用。
2CO —→CO2 + [C]CnH2n+2 —→(n+1)H2 + n[C]一氧化碳在高温渗碳时，其分解速度较慢，分解与吸收基本平衡，因此，一般没有过剩碳沉积，而不饱和碳氢化合物，渗碳开始时会猛烈地析出碳，形成一层碳黑，附于零件表面，阻止渗碳的进行。
所以，渗碳气体中不饱和碳氢化合物含量应控制低些。
(二) 气体渗碳工艺及操作⒈装炉：把零件与相同钢材的试样一起置于渗碳料筐中，零件之间应留5—10mm 间隙，空炉加热(封闭炉盖)至920—940℃时将渗碳料筐迅速吊入炉膛中，扳紧螺母以压紧炉盖，开大甲醇滴量，打开废气孔排气，并启动风扇马达。
⒉升温：工件装炉后立即开始升温，此时炉温下降较多，(约800—850℃)，而工件的温度更低。
此时不宜滴入大量的渗碳剂(因炉温低，不能充分裂解，而且工件温度低不能吸碳，滴入的渗碳剂将会形成大量的碳黑附于工件表面，影响随后渗碳正常进行)。
最好滴入裂解温度较低的，而且裂解后不产生不饱和碳氢化合物的有机液体如甲醇。
进行加热时的保护。
当炉温升至(920—940℃时，即可滴入煤油。
⒊保温①炉温工件达到920—940℃后，可加大煤油滴量，140—160滴／分，并且进行约30分钟的排气期。
排气结束后调整煤油滴量。
同时，调整废气口的排气压力，并在炉试样孔上放入与炉内零件材料相同的试样棒。
以便目测渗碳层之用。
渗碳剂滴量过少，活性碳原子少，使整个渗碳气氛不足，零件表层碳浓度低不利于往心部扩散；反之，滴量过大，活性碳原子过多，吸不进去，活性碳原子聚合起来，形成碳黑和焦壳，造成浪费，还障碍渗碳进行。
②炉内压力：渗碳保温时，炉压应在15—30mm水银柱范围，在此压力下，用点燃的棉纱来检查炉盖周围及风扇轴气封处有无火苗，如有火苗，立即采取各种防漏措施，堵塞漏气。
12—4 不同型号的气体渗碳炉保温阶段的煤油滴量炉子型号每分钟滴入煤油数量RJJ—35—9T 80—100RJJ—60—9T 100—120RJJ—90—9T 120—140RJJ—105—9T 140—160③废气的排除：在渗碳过程中，应将排气管点燃，因排出废气中有大量的一氧化碳和氢气，点燃后一方面可使车间生产安全，同时亦可根据火焰燃烧长度和颜色。
分析判断炉内工作情况，在工作正常时，火焰长度约80—150mm，色泽为黄色。
④废气的分析：要正确掌握炉内气氛实际情况，就应对排出的废气进行气体分析，取废气可在进入渗碳阶段30分钟进行，正常情况下，其成分应在表12—5范围。
12—5 废气成分(%)CO2 CnH2n O2 CO H2 CH4 N20.1—1.0 ≤0.20.2—0.8 10—15 50—75 1—15其余⑤时间：渗碳时间根据渗碳层深度要求而定。
在920—940℃渗碳温度下，渗碳层深度和保温时间的关系，如表12—6所示。
12—6 渗碳层深度与保温时间的关系渗碳层深度mm 渗碳过程总时间h 渗碳温度下的保温时间h0.4—0.6 8—9 2.5—30.6—1.0 9—10 3—40.8—1.2 10—11 4—51.0—1.4 11—12 5—6抽检试棒：在达到工艺规定的前1h抽检试棒一个，以决定是否需要调整保温时间。
试棒检查方法与固体渗碳试棒检查方法相同。
⒋降温出炉：当渗碳层深度达到规定要求后，即可关闭电源，在炉内降温，滴量减为60—80滴／分，温度降至800—850℃时，即可出炉。
出炉后，把零件连渗碳筐置于有密封盖的冷却桶中冷却。
为防止氧化脱碳，可在冷却桶底预先放一层砂子，然后在砂子中倒上一些煤油或甲醇等有机液体。
在冷却箱中冷却，有利于防止网状碳化物的形成。
(三) 气体渗碳工艺方法的改进为了提高渗碳速度和获得良好的渗碳层质量，目前，气体渗碳法不是始终采用一个温度，一种滴量进行到底的方法，而是采用几个温度，几种滴量。
下面介绍把渗碳保温阶段滴油量改为三种(或二种)，分成几个不同的渗碳阶段的工艺，具体做法是：⒈强烈的吸碳阶段：渗碳保温一开始，把滴油量提高至120至180滴／分，(根据炉膛的容积和零件表面而定)，这是由于渗碳一开始，钢的含碳量低，吸碳能力大，而且，在高温下，渗碳剂的分解的能力也大，这一阶段是希望钢表面吸碳速度大于向心部扩散的速度，使零件具有较高的表面碳浓度。
⒉扩散阶段：在第一阶段保温时间后，把滴油量降低至80—110滴／分，在相同的渗碳温度下，由于滴油量低，炉内渗碳气氛减弱，加上第一阶段时渗碳零件表面碳浓度高，浓度梯度大，便于向心部扩散，虽然表面仍在吸取碳原子，但其速度已低于扩散速度。
⒊纯扩散阶段：第二阶段保温完毕，再把滴油量降低至30—50滴／分，对容易增碳的合金渗碳钢，有时单靠第二阶段来消除表面过浓的碳浓度还够完全，第三阶段的作用是均匀过渡层的碳分布和使表面接近共析成分的碳浓度。
增加第一阶段渗碳时间，会使过共析层和表面碳浓度提高，对整个渗碳速度有好处；而增加第二阶段保温时间，会增长共析层深度，降低表面碳浓度。
但是，过于延长第二阶段缩短第一阶段，将使渗碳时间延长。
所以要达到较快的渗碳速度，而又使表层浓度和共析层占全层的比例达到要求，一般第一第二阶段保温时间的比例以1：1.2—1：1.5较为合适。
第三阶段时间，可根据渗碳层深度的要求来确定，大约可在1—2h范围内。
表12—7列出了三个阶段保温时间与渗碳层深度之关系。
表12—7 三个阶段的保温时间对渗碳深度的影响钢号渗碳阶段滴油量(滴／分) 各种深度下所需要的保温时间h1.0mm 1.2mm 1.5mm2.0mm10#20# 1 140—160 1.5 2 2.5 32 80—100 2 2.5 3.5 4.53 40 1 1.5 1.5 215Cr20Cr 1 140—160 1 1.4 1.75 2.42 80—100 1.5 2 2.5 43 40 1 1.5 1.5 2分段滴油法虽有改善渗碳层质量，但易受各种因素影响，未能精确掌握炉内气氛的变化，最近一些单位在井式气体渗碳炉上附加红外线气体分析仪，以甲醇和丙酮(和煤油)为渗碳剂，利用炉内气氛成分变化有一定比例关系的原理，通过控制炉内二氧化碳的含量，达到自动调节所需含碳浓度的目的。
这种方法简单易行，能可靠地控制渗碳质量。
六渗碳后的热处理渗碳钢经过渗碳，虽然获得高碳的表层，但仍得不到硬而耐磨的表层和韧而又高强度的心部。
要达到这个目的，渗碳后还需进行热处理。
常用的热处理方法有如下三种：(一)两次淬火法：本质粗晶粒钢制的零件渗碳时，由于在高温连续时间较长，使渗碳层和心部晶粒长大，因而降低了钢的机械性能(特别是冲击值)。
因此，一般采用两次淬火方法来改善其心部和表层组织，提高机械性能(工艺曲线如12—7所示)。
第一次淬火的目的，是为了细化心部组织，消除表层网状渗碳体，温度的选择是以改善心部组织为出发点，一般略高于Ac3。
碳钢加热温度为880—900℃，合金钢为850—870℃。
如果表面层中存在有网状碳化物的话，那么，第一次淬火时，加热温度应高于渗碳层的上临界温度Acm。
但是，第一次淬火的温度已显著超过渗碳层的淬火温度，造成晶粒粗大。
淬火后得到粗针状马氏体，使渗碳层变脆。
为了细化表层(渗碳层)组织和获得细针状或隐晶状马氏体组织，还必须进行第二次淬火。
第二次淬火温度的选择是以渗碳层为依据，一般淬火温度约在750—850℃范围。
碳钢第二次淬火的加热温度略高于Ac1，约为750—800℃。
此时钢的中心部分几乎不承受淬火，合金钢第二次淬火温度比碳钢略高。
由于两次加热淬火，这种方法引起零件变形翘曲比较大，也有的采用正火来代替第一次淬火，以减少变形，但这种方法不能完全消除网状碳化物。
(二)一次淬火法：零件渗碳后空冷，然后再加热淬火，叫一次淬火法。
它主要用本质细晶粒钢制的零件和不太重要的渗碳件。
一次淬火温度选择，必须同时兼顾渗碳层和中心部分的不同要求。
对于主要要求耐磨性的渗碳件，应以满足表面性能为主，照顾中心部分最低限度的机械性能，淬火温度应该高些。
一般温度选择在Ac1至Ac3之间。
(三)直接淬火法：即在渗碳温度下出炉直接淬火，这种方法不必再次加热，从而减少变形，是比较经济和方便的方法。
但是，直接淬火保留了渗碳时粗大的奥氏体晶粒，淬火后形成粗针状马氏体，降低了韧性，同时，高温直接淬火渗碳层残存大量残余奥氏体，降低渗碳层的耐磨性。
为了克服直接淬火的缺点，采用预冷淬火法，选用温度一般略高于Ar3(通常在820—850℃)。
预冷淬火可减少温度差，使零件减少变形；同时，预冷时从奥氏体中析出部分碳化物，使奥氏体中含碳和合金元素浓度降低，减弱了奥氏体的稳定性，故可减少淬火后的残余奥氏体量，增加了表层的硬度。
碳化物又增加表层的耐磨性。
这种方法广泛应用于在高温下晶粒长大倾向小的合金渗碳(如1CrMnTi)，它是目前最经济而又有效的方法，可以节省淬火加热设备，缩短生产周期，降低生产成本。
不管用哪种方法淬火，在最后一次淬火后，都要重新把零件加热160±20℃，保温1—2h进行回火，以消除加热及冷却产生的内应力和提高零件的韧性。