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残余奥氏体渗碳工艺介绍

更新日期: 2024-02-19
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渗碳是很早就被应用的热处理工艺,渗碳热处理的对象通常为低碳钢,渗碳后材料表面高的碳含量能够增加材料的硬度提升耐磨性能,芯部由于没有碳原子的进入从而保持其原有的韧性,这种表硬芯韧的综合性能对材料的弯曲疲劳性能的提升有很大帮助。

渗碳热处理工艺通常由强渗、扩散、淬火、回火等步骤组成,其中强渗指的是将材料加热到A c3以上,炉内通入含碳气氛并游离出较高的碳势(通常在0.8-1.2%),使活性碳原子自由扩散运动进入材料表面的过程。扩散指的是在略

低于强渗阶段的温度及碳势的工况下在炉内保温一段时间,使富集在材料表面的碳原子向材料芯部扩散。淬火指的是将材料由高温迅速冷却下来,使高温奥氏体相变为马氏体,常见的淬火介质有水和淬火油,其中水的冷却速度较快容易在材料表面产生较大的应力,使材料出现裂纹。回火包含低温、中温、高温回火,回火的目的是减小材料内部应力,降低材料脆性。

                                             

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根据渗剂状态不同可将渗碳分为气体渗碳、液体渗碳、固体渗碳和特殊渗

碳,其中气体渗碳是应用最为广泛的渗碳方式。气体渗碳的含碳气氛通常由一氧化碳(CO)、氢气(H2)和氮气(N2)组成,此外还会有少量二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)以及残留的甲烷(CH4)和氧气(O2)。渗碳反应通常为甲烷和氧气发生反应生成水和一氧化碳,一氧化碳在高温下裂解为活性碳原子和氧气,氮气作为保护性气体存在。气体渗碳时还可以通过滴注煤油甲醇混合液体来产生含碳气氛,通过改变煤油和甲醇的比例来控制渗碳质量。煤油在高温下的裂解产物为氢气(H2)和甲烷(CH4),其特点为可用碳含量高,但渗碳速度低,当煤油含量过高时容易产生积碳;而甲醇可用碳低,但有较高的反应速度,炉内的碳势是通过控制渗剂的滴入量来调整的,结合渗碳设备内部的氧传感探头和红外传感器,可以实现对炉内碳势的精准控制。



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