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工藝細(xì)節(jié)

滲碳是一個(gè)在低碳鋼（一般含0.25%的碳）表面滲入碳及其它合金元素的熱化學(xué)擴(kuò)散處理。碳擴(kuò)散深度及相應(yīng)的有效的淬硬層深度（ECD）不盡相同，滲層淺的可低于2mm，深的可達(dá)4至6mm。整個(gè)處理過(guò)程包括三個(gè)步驟：

在箱式爐中進(jìn)行熱化學(xué)處理，并進(jìn)行淬火，以在880至980°C的富碳介質(zhì)環(huán)境中將碳滲入物質(zhì)表面。

在油、聚合物/水溶液或鹽中淬火過(guò)后即可實(shí)現(xiàn)硬化。

隨后進(jìn)行回火。回火溫度及保溫時(shí)間視產(chǎn)品之要求與應(yīng)用條件而定。回火過(guò)程將峰值內(nèi)應(yīng)力降至Z低，并減少起裂

工藝細(xì)節(jié)

(奧氏體）碳氮共滲是一個(gè)將碳和氮滲入零部件表面，通常是同時(shí)滲入其表面的一種熱化學(xué)處理。該處理需在較低溫環(huán)境中進(jìn)行，一般來(lái)說(shuō)，該過(guò)程比滲碳的時(shí)間短，因此，零部件不易變形。擴(kuò)散的氮對(duì)奧氏體起到穩(wěn)定化作用，且能降低臨界淬火冷速，因此，可提高鋼材淬透性。

碳氮共滲后的低碳鋼，可使用的油等較溫和的淬火介質(zhì)來(lái)替代原來(lái)所必需的水淬火，從而可減少變形。

碳氮共滲通常在一個(gè)溫度在820至900°C之間的氣體環(huán)境中向碳素鋼或低合金鋼的表面添加0.5至0.8%的碳以及0.2至0.4%（<5%）的氮。擴(kuò)散時(shí)間過(guò)后，直接將零部件置于油中淬火。得到的淬硬層深度（CHD）通常不大于0.7 mm，且該厚度不僅與碳氮共滲的深度有關(guān)，還與淬火溫度、淬火速度、鋼材的淬透性以及零部件的尺寸息息相關(guān)。在150至200°C的低溫下進(jìn)行回火完成熱處理，以獲得更高的硬化層范圍，減少脆性，并取決于使用的摩擦環(huán)境。

工藝細(xì)節(jié)

此處所述之淬火處理為典型的中性淬火，即，部件的鋼表面的化學(xué)成分在處理過(guò)程中并不會(huì)改變。

直接淬火硬化是鋼淬火中最常見(jiàn)的做法。

第一步，分階段將材料加熱至淬火溫度，淬火溫度視鋼材的類(lèi)型而定，一般在800至1220°C之間。在730至900°C（具體溫度視鋼材類(lèi)型而定）時(shí)，鋼的組織結(jié)構(gòu)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。

第二步，在淬火溫度、奧氏體化溫度以同時(shí)完全均衡部件的溫度，并將微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為奧氏體。NB：降低比容積。

第三步，直接在冷媒介中對(duì)奧氏體化溫度下的部件進(jìn)行淬火處理。此類(lèi)淬火介質(zhì)通常為水、熔鹽、油或高壓氮，具體介質(zhì)則視鋼材類(lèi)型與部件的尺寸而定。淬火速度必須夠快以防材料又變回原來(lái)柔軟的結(jié)構(gòu)。

工藝細(xì)節(jié)

通過(guò)以下方式對(duì)鋼材進(jìn)行等溫淬火：

將溫度升至等溫淬火的范圍內(nèi)，通常為790°-915°C（1450 -1675°F）。

在（熔鹽，或偶爾油）浴中淬火，在260°-370°C（500-700°F）之間溫度保溫。

保持一定時(shí)間，以便其轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w微結(jié)構(gòu)。

冷卻至室溫。

工藝細(xì)節(jié)

無(wú)論是一次還是二次淬火，都必須在最終淬火之前立即對(duì)滲碳零部件執(zhí)行中間退火。該熱處理包括在Ac1溫度下執(zhí)行的退火（即，在約為600-650°C的溫度下執(zhí)行并在此環(huán)境下保持一段較長(zhǎng)時(shí)間），以及之后的緩冷。

由于執(zhí)行了中間退火，因此可借助析出碳化物來(lái)減低奧氏體中含碳量，并防止在隨后的表面淬火過(guò)程中形成過(guò)多殘留的奧氏體。此舉還可降低形變。

工藝細(xì)節(jié)

回火溫度會(huì)隨要求與鋼種的變化而變化，通常在160°C至500°C或以上。一般在具有保護(hù)性氣體選項(xiàng)的回火爐中進(jìn)行回火。保護(hù)性氣體可防止物體表面在該過(guò)程中發(fā)生氧化，且該氣體主要用于高溫回火。對(duì)部分鋼種而言，在回火中的溫度和保溫時(shí)間是相當(dāng)重要的參數(shù)；延長(zhǎng)保持時(shí)間可相當(dāng)于提高回火溫度。在特定的溫度范圍中會(huì)發(fā)生回火脆性，而這也視鋼種而定。應(yīng)避免在該溫度范圍內(nèi)回火。鋼材供貨商的鋼材清單中會(huì)顯示此類(lèi)范圍，并會(huì)根據(jù)各硬度要求給出最合適的回火溫度。

工藝細(xì)節(jié)

退火是一個(gè)通用概念，可根據(jù)溫度進(jìn)行分類(lèi)。退火可用于：

軟化金屬，便于加工

消除之前處理中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力（常用于在不折斷材料的前提下進(jìn)行其它處理）

改善粗晶粒結(jié)構(gòu)

在固溶體中添加合金元素

如果要求完成表面光亮的話(huà)，可在真空或還原性氣氛中進(jìn)行退火，而在空氣中處理后，零件往往還需進(jìn)行后續(xù)加工，在吸熱式/中性氣氛環(huán)境中，零件能保持不脫碳，但最終表面并不光亮。

工藝細(xì)節(jié)

正火處理時(shí)，會(huì)將材料加熱至與淬火溫度（800-920°C）相近。新的奧氏體晶體會(huì)在此溫度下形成。奧氏體晶粒的尺寸比之前的鐵素體小得多。加熱及短暫的均熱時(shí)間之后，將零部件置于空氣（氣體）中自由冷卻。在冷卻過(guò)程中會(huì)形成新的鐵素體，其晶粒更細(xì)。在某些情況下，會(huì)在保護(hù)氣體中加熱、冷卻，以防氧化或脫碳。

工藝細(xì)節(jié)

通常在 550至650°C的溫度下消除鋼部件的應(yīng)力。均熱時(shí)間約為一至兩小時(shí)。均熱時(shí)間過(guò)后，必須將零部件置于爐子或放在空氣中緩慢冷卻。緩冷速度非常重要，可避免因材料溫度差異而引起的張力，對(duì)較大型零部件的應(yīng)力消除由其重要。

必要時(shí)，可在充滿(mǎn)保護(hù)氣體的爐子中消除應(yīng)力，以防表層氧化。在極端條件下，可使用真空爐。

應(yīng)力消除溫度取決于合金的類(lèi)型，銅合金的溫度為150-275°C，而黃銅零部件則為250-500°C