滲碳
中文名稱:滲碳(法)/增碳
英文名稱:acieration
定義:滲碳:是對金屬表面處理的一種,采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼,具體方法是將工件置入具有活性滲碳介質中,加熱到900--950攝氏度的單相奧氏體區,保溫足夠時間后,使滲碳介質中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層,從而獲得表層高碳,心部仍保持原有成分。 相似的還有低溫滲氮處理。這是金屬材料常見的一種熱處理工藝,它可以使滲過碳的工件表面獲得很高的硬度,提高其耐磨程度。
知識介紹
滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過程。也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層,再經過淬火和低溫回火,使工件的表面層具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。
滲碳工件的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼(含碳量小于0.25%)。滲碳后﹐鋼件表面的化學成分可接近高碳鋼。工件滲碳后還要經過淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲勞強度﹐并保持心部有低碳鋼淬火后的強韌性﹐使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用于飛機﹑汽車和拖拉機等的機械零件﹐如齒輪﹑軸﹑凸輪軸等。
滲碳工藝在中國可以上溯到2000年以前。最早是用固體滲碳介質滲碳。液體和氣體滲碳是在20世紀出現并得到廣泛應用的。美國在20 年代開始采用轉筒爐進行氣體滲碳。30年代﹐連續式氣體滲碳爐開始在工業上應用。60年代高溫(960~1100℃)氣體滲碳得到發展。至70年代﹐出現了真空滲碳和離子滲碳。
分類
按含碳介質的不同﹐滲碳可分為固體滲碳﹑液體滲碳﹑氣體滲碳和碳氮共滲。
原理
滲碳與其他化學熱處理一樣﹐也包含3個基本過程。①分解
滲碳介質的分解產生活性碳原子。
②吸附
活性碳原子被鋼件表面吸收后即溶到表層奧氏體中﹐使奧氏體中含碳量增加。
③擴散
表面含碳量增加便與心部含碳量出現濃度差﹐表面的碳遂向內部擴散。碳在鋼中的擴散速度主要取決于溫度﹐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。
滲碳零件的材料 一般選用低碳鋼或低碳合金鋼(含碳量小於0.25%)。滲碳后必須進行淬火才能充分發揮滲碳的有利作用。工件滲碳淬火后的表層顯微組織主要為高硬度的馬氏體加上殘余奧氏體和少量碳化物﹐心部組織為韌性好的低碳馬氏體或含有非馬氏體的組織﹐但應避免出現鐵素體。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。表面硬度可達HRC58~63﹐心部硬度為HRC30~42。滲碳淬火后﹐工件表面產生壓縮內應力﹐對提高工件的疲勞強度有利。因此滲碳被廣泛用以提高零件強度﹑沖擊韌性和耐磨性﹐借以延長零件的使用壽命。
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