如何用滲碳熱處理提高鋼件性能

2023-06-07
滲碳熱處理是一種改善鋼件表面性能的工藝，它可以使低碳鋼或低碳合金鋼的表層富含碳，從而提高表面的硬度、耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕能力，同時(shí)保持心部的韌性和塑性。滲碳熱處理主要包括滲碳、淬火和回火三個(gè)步驟。

滲碳是指將鋼件置于富含活性碳的介質(zhì)中，加熱到850-950℃，保溫?cái)?shù)小時(shí)，使碳原子從介質(zhì)中滲入鋼件表層，形成一定深度的滲碳層。滲碳介質(zhì)可以是固體、液體或氣體。固體滲碳介質(zhì)通常是由木炭、焦炭、動(dòng)物骨炭等與堿金屬鹽或氯化物混合而成的粉末，鋼件與粉末緊密包裹在一起，放入封閉的容器中進(jìn)行滲碳。液體滲碳介質(zhì)通常是由氰化鈉、氯化鋇等組成的熔鹽，鋼件浸入熔鹽中進(jìn)行滲碳。氣體滲碳介質(zhì)通常是由天然氣、丙烷、甲烷等與空氣或氧氣混合而成的可燃?xì)怏w，鋼件置于氣體流動(dòng)的爐膛中進(jìn)行滲碳。固體滲碳適用于大型或不規(guī)則形狀的工件，但速度較慢，操作較復(fù)雜；液體滲碳適用于小型或中型的工件，速度較快，操作較簡(jiǎn)單；氣體滲碳適用于各種形狀和尺寸的工件，速度較快，操作較簡(jiǎn)單，而且可以精確控制氣體組成和溫度。

淬火是指將滲碳后的鋼件迅速冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下，使表層高含碳奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橛操|(zhì)馬氏體，而心部低含碳奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)檐涃|(zhì)馬氏體或珠光體。淬火冷卻介質(zhì)可以是水、油、鹽水、空氣或惰性氣體等。淬火冷卻速度要根據(jù)鋼件的材料、形狀和尺寸選擇合適的介質(zhì)和方式，以避免過(guò)冷或過(guò)熱現(xiàn)象。過(guò)冷會(huì)導(dǎo)致表層殘余奧氏體過(guò)多，降低硬度和耐磨性；過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致表層馬氏體過(guò)細(xì)，增加脆性和開(kāi)裂傾向。

回火是指將淬火后的鋼件加熱到低于臨界點(diǎn)的適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間后緩慢冷卻，以消除淬火應(yīng)力，穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)，提高韌性和塑性。回火溫度一般在150-250℃之間，回火時(shí)間一般在1-2小時(shí)之間?；鼗鹂梢允贡韺玉R氏體松弛和分解，形成殘余奧氏體和碳化物的混合物，增加韌性和耐磨性；回火也可以使心部馬氏體或珠光體松弛和分解，形成鐵素體和碳化物的混合物，增加韌性和塑性。

滲碳熱處理是一種廣泛應(yīng)用于低碳鋼或低碳合金鋼制造的各種零件的工藝，如齒輪、軸、鏈條、彈簧、刀具等。滲碳熱處理可以提高零件的使用壽命和可靠性，降低材料成本和加工難度。

滲碳熱處理