滲碳淬火處理工藝對材料組織的影響

       滲碳淬火處理工藝主要有兩種：一種是在930℃進(jìn)行規(guī)定的滲碳擴(kuò)散處理后，降溫至800～850℃，待爐內(nèi)工件溫度達(dá)到設(shè)定溫度后進(jìn)行淬火處理，稱為滲碳直接淬火。另一種是采用重新加熱淬火工藝，即齒輪滲碳后先空冷或爐冷到室溫，然后再重新加熱到奧氏體化溫度保溫后在油中淬火，采用此種工藝工件變形大，工序多，制造周期長，成本高。 直接淬火與重新加熱淬火相比容易出現(xiàn)以下問題：工件表面硬度略低；滲層中殘留奧氏體量多；表面晶粒粗大。滲碳提高了零件表面層的含碳量，而表面以及心部的組織性能須經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚韥韺?shí)現(xiàn)。根據(jù)零件材料和性能要球不同，滲碳后可以運(yùn)用多種熱處理方法。 ①直接淬火法：直接淬火是指零件滲碳后，隨爐降溫或出爐與冷到高于Ar1或Ar3溫度(一般為780~850℃)后直接淬火，淬火后再在150~200℃回火2~3h。
隨爐降溫或出爐預(yù)冷的目的是為了減少淬火變形與開裂。同時還能使高碳的奧氏體析出部分碳化物而提高表面硬度。滲碳后直接淬火法操作簡單、成本低、效率高，還可以減少淬火變行及表面氧化脫碳。缺點(diǎn)是熱處理后組織較粗、性能較差。直接淬火法適用與本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，如20CrMnTi、20CrMn、20MnB等制成的零件。

②一次淬火法：零件滲碳后隨爐冷卻或出爐坑冷至室溫，然后重新加熱到淬火溫度進(jìn)行淬火和低溫回火的處理方法，稱為一次淬火法。
一次淬火后的加熱溫度根據(jù)鋼種和性能要球而定。合金鋼滲碳后的淬火我惡毒選擇稍高于心部組織的Ac3溫度(850~900℃)，使心部組織細(xì)化，并獲得心部低碳馬氏體組織，保證較高的心部強(qiáng)度。對于碳素鋼則選擇在A­c1~Ac3之間(約820~850℃)。對于一些心部強(qiáng)度要求不太高，只要求表面耐磨性好的工件如量規(guī)、樣板等，則宜選在略高于Ac1(770~820℃)的溫度。

       滲碳工序工藝：滲碳淬火+冰冷處理+一次低溫回火+二次低溫回火+拋丸處理。根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果，18CrNiMo7-6材料試塊金相組織馬氏體及殘留奧氏體為4級，為了得到更好的金相組織，此次試驗(yàn)中對18CrNiMo7-6材料滲碳直接淬火工藝略做調(diào)整，主要是降低強(qiáng)滲、擴(kuò)散期碳勢，其中強(qiáng)滲期碳勢由原來的1.1%調(diào)整至1.05%，擴(kuò)散期碳勢由原來的0.75%調(diào)整至0.7%，其他工藝參數(shù)不變。20CrNi2MoA材料則執(zhí)行原試塊滲碳直接淬火工藝參數(shù)。