滲碳是一種表面熱處理技術(shù),指向鋼件表面擴(kuò)滲碳原子后進(jìn)行淬火的熱處理方式。通過碳的滲入,可顯著改善鋼部件的耐磨性、耐久性、韌性等性能。
用于制造滲碳零件的鋼稱為滲碳鋼。滲碳鋼的主要熱處理工序一般是在滲碳之后再進(jìn)行淬火和低溫回火。處理后零件的心部為具有足夠強(qiáng)度和韌性的低碳馬氏體組織,表層為硬而耐磨的回火馬氏體和一定量的細(xì)小碳化物組織。
有些結(jié)構(gòu)零件,是在承受較強(qiáng)烈的沖擊作用和受磨損的條件下進(jìn)行工作的,例如汽車、拖拉機(jī)上的變速箱齒輪,內(nèi)燃機(jī)上的凸輪、活塞銷等。
根據(jù)工作條件,要求這些零件具有高的表面硬度和耐磨性,而心部則要求有較高的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)捻g性,即要求工件“表硬里韌”的性能。
為了兼顧上述雙重性能,可以采用低碳鋼通過滲碳淬火及低溫回火來達(dá)到,此時零件心部是低碳鋼淬火組織,保證了高韌性和足夠的強(qiáng)度,而表層(在一定的深度)則具有高碳量(0.85%~1.05%),經(jīng)淬火后有很高的硬度(HRC>60),并可獲得良好的耐磨性。
滲碳鋼的成分特點
滲碳鋼的含碳量一般都很低(在0.15%~0.25%之間),屬于低碳鋼,這樣的碳含量保證了滲碳零件的心部具有良好的韌性和塑性。
為了提高鋼的心部的強(qiáng)度,可在鋼中加入一定數(shù)量的合金元素,如Cr,Ni,Mn,Mo,W,Ti,B等。
其中Cr,Mn,Ni等合金元素所起的主要作用是增加鋼的淬透性,使其在淬火和低溫回火后表層和心部組織得到強(qiáng)化。
另外,少量的Mo,W,Ti等碳化物形成元素,可形成穩(wěn)定的合金碳化物,起到細(xì)化晶粒、抑制鋼件在滲碳時發(fā)生過熱的作用。
微量的B(0.001%~0.004%)能強(qiáng)烈地增加合金滲碳鋼的淬透性。