鋼的滲碳
鋼的滲碳：將鋼件在滲碳介質中加熱保溫，使碳原子滲入工件表面，並獲得一定的編碼碳含量和一定碳濃度梯度的熱處理工藝。
滲碳的主要目的就是工件表面獲得高的表面硬度，耐磨性及高的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度。
今天主要跟大家討論一下滲碳淬火中常見的質量缺陷以及產生原因和解決方案：
滲碳淬火常見組織缺陷：表面硬度低，表面殘奧超標，碳化物超標，內氧化，表面非馬超標，亞表面非馬超標，心部硬度超差（上差，下差）。我這彙總的是常見的質量缺陷，當然也有一些特殊棘手的問題。
01表面硬度低
產生的原因主要有：
1、表面殘奧超差，
2、表面碳濃度低，
3、表面非馬嚴重，
4、回火溫度高這些都是最基本的東西。
需要結合滲碳工藝以及爐子碳式進行分析，或者是深腐蝕高倍下看表面是否存在彌散分佈的碳化物顆粒，若看不到碳化物顆粒，則可初步判定為表面碳濃度低
還有一個大家一定要注意，對於滲碳件測表面硬度，要根據硬化層深，選擇不同的載荷 滲層≥0.6的選擇HRC，0.3-0.6的HRA,0.15-0.4的，HR15N.
02 殘奧超差
主要原因是：由於碳勢高，強擴比搭配不當。
淬火表面冷卻速度較慢，
奧氏體中碳及其合金元素較高。
03 內氧化
我討論的主要是可控氣氛滲碳啊爐內含氧氣體CO2，H2O ,O2 是有害氣體，在高溫下極易引起某些以固溶形式存在的合金元素氧化。
在氧化過程中，氧吸附於金屬的表面然後沿奧氏體境界向內擴散，引起境界合金元素的氧化
。形成內氧化的合金元素是從奧氏體化的固溶體中獲得，其結果是靠近氧化物顆粒的奧氏體基體中該合金元素減少，造成淬火後內氧化處形成非馬組織。
解決方法：在強滲階段，在不產生碳黑的情況下儘可能提高氣氛碳勢，在高的Cp下可顯著減少內氧化並縮短滲碳時間。開啟爐門後加大排氣。提高淬火油冷卻能力和攪拌能力；另外可在降溫結束前5～10分鐘向爐內通入0.3m3/h的NH3對滲層進行氮補充合金化，提高滲層淬透性和淬硬性。控制Si，Mn含量。
tips:內氧化拋光後在光學顯微鏡下直接看。看非馬淺腐蝕，腐蝕2-3秒即可。
04 非馬
非馬組織本質是淬火時形成的高溫轉變組織，其基體組織：託氏體，貝氏體，由於非馬形成溫度高，在組織轉變過程中已遭到高溫自回火，所有非馬容易腐蝕（淺腐蝕即可，一般腐蝕2-3秒即可）。在滲碳鋼中Cr Mn Si容易被氧化，Mo有抑制內氧化的作用。
Si是影響鋼在滲碳內氧化的主要內在因素。當在滲碳後期碳勢過低。出爐時在空氣中停留過長，滲劑中的含水量，爐子密封不嚴，淬火油的冷卻能力不夠，攪拌能力不夠、工件放得太密集，工件上有氧化皮或鏽斑等。
05 碳化物超標
碳化物分為網系，顆粒系。碳化物網系：主要是淬火延遲，冷卻速度慢導致。碳化物顆粒系：主要是爐子碳勢過高
06 心部硬度超上下差
心部硬度超上差：材料淬透性好，淬火介質冷卻速度快。
心部硬度下差：材料淬透性差，淬火介質冷卻速度慢。
問：心部產生鐵素體和魏氏體的原因？
答：魏氏體一般產生於鍛造階段，溫度高導致。預處理正火或者等溫正火，已經切斷了組織遺傳。滲碳淬火後心部產生大量鐵素體，對於新手來說很容易判斷是魏氏體，其實是些貝氏體類的東西
心部鐵素體跟冷卻有關，還有組織遺傳，要看材料，在某些位置會出現，低碳合金鋼預處理好，不大會有
工件滲碳淬火後表面碳濃度通常要求在0.7-1.05範圍內，低碳鋼取0.9-1.05，NiCr合金鋼取0.7-0.8，其他合金取0.8-0.9。
2問：內孔的淬硬層深度怎麼解決？
答：這個問題需要與客戶溝通的，對於壁薄件，沒啥問題，壁厚件的話，內孔滲層肯定比齒部淺。建議選擇淬透性好鋼種。
3問：碳化物呈網狀跟碳勢有關係嗎？
答：這個看網狀形態，顆粒狀多了也會形成網的。一般來講關係不大，網系一般是由於冷卻慢，碳勢過高，顆粒狀多的話，也會成網。。兩者有明顯的區別
4問：滲碳後直接淬火跟二次加熱淬火對滲層的影響？我們有些產品滲碳以後出去加工，再回來淬火，最近想改成滲碳完成後直接沒入油池，從我記錄的時間來看，直接下油池的產品滲碳時間會比較短。
答：二次加熱淬火和直接淬火滲碳層深度是不影響的。區別是二次加熱淬火融入奧氏體內的合金元素肯定沒有直接淬火的高。所以，二次加熱淬火淬透性要差些。硬化層會淺一些，這也是有的時候為何越返工，心部硬度越低的原因。
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