滲碳與滲氮一般是指鋼的表面化學(xué)熱處理
' Q: C; S4 {" F! [( p+ V; r! Q/ L4 g+ k6 A8 L7 @% G; V! U$ D
$ A4 f% J5 a9 ^8 G; h4 |4 L$ ?4 R: H I
& n! U/ o+ }$ i3 J; I6 P3 c& ~ 滲碳必須用低碳鋼或低碳合金鋼。可分為固體.液體.氣體滲碳三種。應(yīng)用較廣泛的氣體滲碳,加熱溫度900-950攝氏度。滲碳深度主要取決于保溫時(shí)間,一般按每小時(shí)0.2-0.25毫米估算。表面含碳量可達(dá)百分之0.85-1.05。滲碳后必須熱處理,常用淬火后低溫回火。得到表面高硬度心部高韌性的耐磨抗沖擊零件。
: a6 y$ m6 A; C6 }9 X0 `滲碳鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)
3 ~) `% j3 y5 B a (1)滲碳鋼的含碳量一般都在0.15--0.25%范圍內(nèi),對于重載的滲碳體,可以提高到0.25--0.30%,以使心部在淬火及低溫回火后仍具有足夠的塑性和韌性。但含碳量不能太低,否則就不能保證一定的強(qiáng)度。" M( z! E' q6 f3 L
(2)合金元素在滲碳鋼中的作用是提高淬透性,細(xì)化晶粒,強(qiáng)化固溶體,影響滲層中的含碳量、滲層厚度及組織。在滲碳鋼中通常加入的合金元素有錳、鉻、鎳、鉬、鎢、釩、硼等。6 Y$ {& e0 B2 T- r% X. J' ~- S
1 P4 S: g) D1 n: i; j5 `
常用滲碳鋼可以分碳素滲碳鋼和合金滲碳鋼兩大類。
* ^# p3 B$ b4 h |* |# w) M4 b (1)碳素滲碳鋼中,用得最多的是15和20鋼,它們經(jīng)滲碳和熱處理后表面硬度可達(dá)56--62HRC。但由于淬透性較低,只適用于心部強(qiáng)度要求不高、受力小、承受磨損的小型零件,如軸套、鏈條等。
2 b8 ~4 N6 }1 @0 ?0 l I5 v3 g (2)低合金滲碳鋼如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其滲透性和心部強(qiáng)度均較碳素滲碳鋼高,可用于制造一般機(jī)械中的較為重要的滲碳件,如汽車、拖拉機(jī)中的齒輪、活塞銷等。
8 Y$ y, D: ]& L) K$ m9 y3 ^ (3)中合金滲碳鋼如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和較高的強(qiáng)度及韌性,主要用以制造截面較大、承載較重、受力復(fù)雜的零件,如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪、軸等。" t9 k2 m' g5 g# n) I* Q1 K
% x( l- I, e- a) W. k6 m0 F滲碳工藝是一個(gè)十分古老的工藝,在中國,最早可上溯到2000年以前。起先是用固體滲碳介質(zhì)滲碳。在20世紀(jì)出現(xiàn)液體和氣體滲碳并得到廣泛應(yīng)用。后來又出現(xiàn)了真空滲碳和離子滲碳。到現(xiàn)在,滲碳工藝仍然具有非常重要的實(shí)用價(jià)值,原因就在于它的合理的設(shè)計(jì)思想,即讓鋼材表層接受各類負(fù)荷(磨損、疲勞、機(jī)械負(fù)載及化學(xué)腐蝕)最多的地方,通過滲入碳等元素達(dá)到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲勞強(qiáng)度及耐蝕性﹐而不必通過昂貴的合金化或其它復(fù)雜工藝手段對整個(gè)材料進(jìn)行處理。這不僅能用低廉的碳鋼或合金鋼來代替某些較昂貴的 . t3 w% Z2 w! T
高合金鋼,而且能夠保持心部有低碳鋼淬火后的強(qiáng)韌性﹐使工件能承受沖擊載荷。因此,完全符合節(jié)能、降耗,可持續(xù)發(fā)展的方向。 近年來,出現(xiàn)了高濃度滲碳工藝,與傳統(tǒng)工藝在完全奧氏體區(qū)(溫度在900~950℃,滲碳后表面碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.85%~1.05%)進(jìn)行滲碳不同,它是在Ac1~Accm之間的不均勻奧氏體狀態(tài)下進(jìn)行,其滲層表面碳濃度可高達(dá)2%~4%。其結(jié)果可獲得細(xì)小顆粒碳化物均勻、彌散分布的滲層。其滲碳溫度降至800℃~860℃溫度范圍,可實(shí)現(xiàn)一般鋼材滲碳后直接淬火;由于高濃度滲碳層含有很高數(shù)量(20%~50%)的彌散分布的碳化物,故顯示出比普通滲碳更優(yōu)異的耐磨性、耐蝕性,更高的接觸與彎曲疲勞強(qiáng)度,較高的沖擊韌度、較低的脆性及較好的回火穩(wěn)定性。該工藝還具有適用性廣、對設(shè)備無特殊要求等優(yōu)點(diǎn),具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)用價(jià)值,近年來在國內(nèi)外獲得競相研究與開發(fā)。 ) A% [7 Z- |6 F$ V# p9 i7 {4 A
0 u6 I# p0 J# _3 h+ @
|