滲碳熱處理是指將鋼件置于滲碳介質中加熱并保溫,使碳原子滲入鋼件表層的化學熱處理工藝。
其主要目的是提高鋼件表層的含碳量,進而提升鋼件的表面硬度、耐磨性、接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度,同時保持心部良好的韌性和強度,達到外硬內韌的效果。
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原理基于滲碳介質的分解產生活性碳原子,這些活性碳原子被鋼件表面吸收后溶入表層奧氏體中,使奧氏體中的含碳量增加,隨著表面含碳量的增加,與心部含碳量形成濃度差,碳原子遂向內部擴散,碳在鋼中的擴散速度主要受溫度影響,同時與工件中被滲元素內外濃度差和鋼中合金元素含量有關。
滲碳熱處理的工藝過程主要包括以下幾個步驟:準備階段:選擇低碳鋼或低碳合金鋼作為滲碳零件的材料,確保材料的含碳量小于0.25%。
加熱保溫:將工件置于滲碳介質中(如氣體滲碳介質甲烷、乙烷等,液體滲碳介質煤油、苯等,或固體滲碳劑木炭加促進劑),加熱到900-950℃的單相奧氏體區(qū),并保溫足夠時間,使?jié)B碳介質分解出的活性碳原子滲入鋼件表層。
滲碳層深度控制:通過調整加熱溫度、保溫時間和滲碳介質的種類等因素,控制滲碳層的深度。一般滲碳層深度范圍為0.8-1.2毫米,深度滲碳時可達2毫米或更深。
后續(xù)熱處理:滲碳后,通常需要進行淬火和低溫回火等后續(xù)熱處理,以獲得所需的硬度和韌性。淬火溫度一般在820-850℃或780-810℃之間,回火溫度則根據具體要求進行選擇。