渗碳淬火处理工艺对材料组织的影响

       渗碳淬火处理工艺主要有两种：一种是在930℃进行规定的渗碳扩散处理后，降温至800～850℃，待炉内工件温度达到设定温度后进行淬火处理，称为渗碳直接淬火。另一种是采用重新加热淬火工艺，即齿轮渗碳后先空冷或炉冷到室温，然后再重新加热到奥氏体化温度保温后在油中淬火，采用此种工艺工件变形大，工序多，制造周期长，成本高。 直接淬火与重新加热淬火相比容易出现以下问题：工件表面硬度略低；渗层中残留奥氏体量多；表面晶粒粗大。渗碳提高了零件表面层的含碳量，而表面以及心部的组织性能须经适当的热处理来实现。根据零件材料和性能要球不同，渗碳后可以运用多种热处理方法。 ①直接淬火法：直接淬火是指零件渗碳后，随炉降温或出炉与冷到高于Ar1或Ar3温度(一般为780~850℃)后直接淬火，淬火后再在150~200℃回火2~3h。
随炉降温或出炉预冷的目的是为了减少淬火变形与开裂。同时还能使高碳的奥氏体析出部分碳化物而提高表面硬度。渗碳后直接淬火法操作简单、成本低、效率高，还可以减少淬火变行及表面氧化脱碳。缺点是热处理后组织较粗、性能较差。直接淬火法适用与本质细晶粒钢，如20CrMnTi、20CrMn、20MnB等制成的零件。

②一次淬火法：零件渗碳后随炉冷却或出炉坑冷至室温，然后重新加热到淬火温度进行淬火和低温回火的处理方法，称为一次淬火法。
一次淬火后的加热温度根据钢种和性能要球而定。合金钢渗碳后的淬火我恶毒选择稍高于心部组织的Ac3温度(850~900℃)，使心部组织细化，并获得心部低碳马氏体组织，保证较高的心部强度。对于碳素钢则选择在A­c1~Ac3之间(约820~850℃)。对于一些心部强度要求不太高，只要求表面耐磨性好的工件如量规、样板等，则宜选在略高于Ac1(770~820℃)的温度。

       渗碳工序工艺：渗碳淬火+冰冷处理+一次低温回火+二次低温回火+抛丸处理。根据前期试验结果，18CrNiMo7-6材料试块金相组织马氏体及残留奥氏体为4级，为了得到更好的金相组织，此次试验中对18CrNiMo7-6材料渗碳直接淬火工艺略做调整，主要是降低强渗、扩散期碳势，其中强渗期碳势由原来的1.1%调整至1.05%，扩散期碳势由原来的0.75%调整至0.7%，其他工艺参数不变。20CrNi2MoA材料则执行原试块渗碳直接淬火工艺参数。