滲碳是將低碳鋼(含碳量ω(C)通常為0.1%~0.25%)的零件,在滲碳介質(滲碳劑)中加熱到900~950℃,使碳原子滲入其表面層,表面獲得高碳滲層,即獲得高淬硬性,然后再進行淬火并低溫回火。滲碳淬火后工件表面層獲得高碳回火馬氏體,而零件心部獲得低碳馬氏體(或鐵素體及托氏體),在保持心部基體高韌性的條件下獲得了表面層的高硬度,從而提高零件的疲勞強度和耐磨性。
滲碳一般分為氣體滲碳、固體滲碳、及其他滲碳方法。實踐證明,滲碳層的ω(C)應在0.8%~1.1%之間,最好是0.85%~1.05%。表面碳濃度低,耐磨性與疲勞強度不足;表面碳濃度過高,滲碳層脆性增加,容易出現網狀或塊狀碳化物。
滲碳層深度通常是在0.5~2mm之間,其波動范圍不應大于0.5mm。滲碳層深度小于0.5mm時,滲碳不易控制,應采用碳氮共滲。滲層深度大于2mm時稱為深層滲碳,如特大型滲碳軸承的滲碳層為3.5~5mm。
為了在保持心部韌性的條件下表面能有高的硬度和耐磨性,滲碳后必須淬火,隨后進行低溫回火。本質細晶粒鋼,如20CrMnTi鋼滲碳后奧氏體晶粒還比較細,可以出爐或出爐預冷到高于Ar1或Ar3(760~850℃)后直接淬火。本質粗晶粒鋼,滲碳后要立即出爐或降溫到860~880℃出爐,冷卻到室溫后再重新加熱淬火,這種工藝方法稱為一次淬火使用得比較廣泛。
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