碳氮共滲常用的共滲溫度為820～880℃（低碳鋼及低合金鋼為840～860℃）。碳氮共滲后的熱處理常用以下幾種工藝方法。(1)直接淬火+低溫回火1)工藝特點(diǎn)。碳氮共滲后由共滲溫度(820～860℃)直接淬火，然后進(jìn)行低溫回火160～200℃×2～3h。2)工藝適用范圍。工藝簡(jiǎn)單適用于中、低碳鋼及低合金鋼，可獲得滿意的表面及心部組織。一般選擇油淬（或水淬）。(2)分級(jí)淬火+低溫回火1)工藝特點(diǎn)。碳氮共滲后由共滲溫度820～860℃直接在110～200℃熱油或堿浴中分級(jí)淬火1～15min后空冷，再進(jìn)行160

(1)滲碳工藝（外因）對(duì)內(nèi)氧化的影響1)降低氣氛中氧化物含量或氧勢(shì)。只有在無(wú)氧化物的介質(zhì)中才可能實(shí)現(xiàn)無(wú)內(nèi)氧化的滲碳。例如，在真空條件下使用不含氧的碳氮化合物，如乙炔或甲烷中滲碳；或者在氨氣裂解氣或氮中添加甲烷或其他無(wú)氧的碳化物的氣氛中滲碳。由于加熱階段時(shí)間僅占滲碳時(shí)間(約400min)的1/4～1/8，內(nèi)氧化的主要部分不是在加熱階段中產(chǎn)生的。但是在加熱階段迅速排出進(jìn)入的空氣或把其中的氧消耗掉，從而縮短加熱階段時(shí)間。通過(guò)低合金鋼的內(nèi)氧化層生長(zhǎng)方程式：X2=bte-Q/RT表明，在其他條件給定下，內(nèi)氧化深度X與處理時(shí)間

滲碳后常用熱處理工藝方法如下:(1)直接淬火1)工藝特點(diǎn)：滲碳后晶粒不易長(zhǎng)大，滲碳后由滲碳溫度降至860℃左右，將零件自滲碳爐中取出直接淬火，然后回火以獲得表面所需的硬度及金相組織。2)工藝的優(yōu)缺點(diǎn)①優(yōu)點(diǎn)：操作方便、生產(chǎn)效率高、零件的變形和脫碳較小、節(jié)約能源。多用于處理變形小和承受沖擊載荷不大的零件。②缺點(diǎn)：淬火溫度較高、晶粒粗大、殘留奧氏體較多、降低了表層硬度。(2)預(yù)冷直接淬火+低溫回火。包括：①隨爐降溫預(yù)冷淬火；②在空氣中預(yù)冷淬火。1)工藝特點(diǎn)：滲碳后對(duì)零件先預(yù)冷到800～850℃，再進(jìn)行淬火，預(yù)冷的目的是減

深層滲碳熱處理工藝對(duì)熱處理設(shè)備主要有以下三方面的要求：(1)溫度與碳勢(shì)控制方式要求1)溫度控制方式。溫度控制采用爐內(nèi)主控方式（國(guó)產(chǎn)設(shè)備多采用爐外主控方式）。爐內(nèi)主控是指通過(guò)合理的數(shù)學(xué)模型，以爐蓋熱電偶檢測(cè)到的溫度與目標(biāo)溫度之間的差值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)加熱區(qū)的功率自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而控制爐膛溫度的一種溫度控制方式。其優(yōu)點(diǎn)是可以更精確地控制爐膛溫度，減小爐溫的偏差，并可以顯著提高爐溫的可靠性。2)碳勢(shì)控制方式。碳勢(shì)控制采用連續(xù)控制碳勢(shì)方法。其包括兩個(gè)方面：①通過(guò)比例閥的連續(xù)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)富化劑的按不同比例連續(xù)滴入。②通過(guò)比例閥的連續(xù)調(diào)

大件(直徑≥100mm)調(diào)質(zhì)熱處理時(shí)，由于受淬透性、散熱條件及淬火介質(zhì)的限制，心部允許有下貝氏體、細(xì)珠光體或鐵素體及上貝氏體；同時(shí)，大件內(nèi)部缺陷較多，容易造成較大的內(nèi)應(yīng)力，所以開裂的傾向較大。其主要考慮因素如下。(1)加熱溫度1)加熱溫度。多采用淬火加熱溫度的上限，以增加鋼的淬透性。2)加熱方式①一般均采用低溫裝爐。對(duì)于形狀簡(jiǎn)單、直徑小于400mm的碳鋼和低合金鋼工件，可以隨爐升溫，但低溫階段加熱速度不得太快，一般控制在30～70℃/h。②對(duì)于形狀較復(fù)雜的中合金鋼工件，應(yīng)分段加熱。低溫階段加熱速度控制在30～

機(jī)床齒輪可分為低速低載荷用齒輪、中高速中載荷用齒輪、高速?zèng)_擊載荷用齒輪與大斷面齒輪，不同用途的齒輪熱處理工藝不同，下面將一一介紹各種齒輪的熱處理工藝。(1)低速低載荷用齒輪。如變速箱齒輪、掛輪架齒輪、車床溜板齒輪。1)齒輪性能要求。耐磨性為主，強(qiáng)度要求不高。2)齒輪材料。45、50、55鋼。3)熱處理工藝。調(diào)質(zhì)：200～250HBW或240～280HBW；感應(yīng)淬火：40～45HRC或52～56HRC。(2)中、高速，中載荷用齒輪。如車床變速箱齒輪、鉆床變速箱齒輪、磨床齒輪及變速箱齒輪、高速機(jī)床進(jìn)給變速箱齒輪。1)齒

45鋼制成的齒輪，經(jīng)過(guò)熱處理調(diào)質(zhì)后獲得的索氏體組織，具有高的強(qiáng)度和塑性，且具有一定的韌性。若45鋼制造強(qiáng)度要求較高的齒輪，要求齒輪表面高硬度、高耐磨性，而心部具有高強(qiáng)度和高韌性，調(diào)質(zhì)后可進(jìn)行高頻淬火處理。但熱處理時(shí)，由于淬透性差，水淬變形大，裂紋傾向敏感，尤其在40℃左右水淬更為明顯。為此，可參照下面熱處理工藝方法進(jìn)行。(1)預(yù)備熱處理。正火在840～870℃，可代替調(diào)質(zhì)處理作為最后熱處理，或?yàn)楦袘?yīng)加熱表面淬火前的預(yù)備熱處理。正火后的硬度≤226HBW。(2)加熱與淬火1)加熱溫度。加熱溫度820～860℃，

常用馬氏體不銹鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%~0.45%，鉻含量為12%~14%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），屬于鉻不銹鋼，通常指Cr13型不銹鋼。典型鋼號(hào)有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。這類鋼一般用來(lái)制作既能承受載荷，又需要耐蝕性的各種閥門、泵等零件，以及一些不銹工具等。為提高耐蝕性，馬氏體不銹鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都控制在很低范圍，一般不超過(guò)0. 4%。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，鋼的耐蝕性就越好，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，基體中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就越高，則鋼的強(qiáng)度和硬度就越高；碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，形成鉻的碳化物量也就越多，其耐蝕性就變得越差。

低溫形變等溫淬火熱處理工藝可用于含合金元素略低的鋼種。首先將鋼料加熱至奧氏體化溫度，然后在下貝氏體區(qū)域進(jìn)行形變，隨之等溫轉(zhuǎn)變，得到貝氏體組織。采用低溫形變等溫淬火后，工件可以得到中等強(qiáng)度和較好的韌性。低溫形變熱處理的強(qiáng)韌化機(jī)制如下：1)由于奧氏體是過(guò)冷到500~600℃前后變形，且變形量較大，所以?shī)W氏體受到嚴(yán)重扭曲，并產(chǎn)生了大量亞晶、次亞晶和數(shù)量很大的位錯(cuò)，使鋼材強(qiáng)度大幅度提高。2)在變形的同時(shí)析出很多超微細(xì)的碳（氮）化物，這些碳（氮）化物以高度彌散狀態(tài)沉淀在位錯(cuò)周圍，阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，對(duì)位錯(cuò)起到釘扎作用，從而大大地提

由于鐵的晶體結(jié)構(gòu)與石墨的晶體結(jié)構(gòu)差異很大，而鐵與滲碳體的晶體結(jié)構(gòu)要接近一些，所以普通鑄鐵在一般鑄造條件下只能得到白口鑄鐵，而不易獲得灰鑄鐵。因此，必須通過(guò)添加合金元素和改善鑄造工藝等手段來(lái)促進(jìn)鑄鐵石墨化，形成灰鑄鐵。1．化學(xué)成分的影響碳、硅、錳、硫、磷對(duì)石墨化有不同影響。其中碳、硅、磷是促進(jìn)石墨化的元素，錳和硫是阻礙石墨化的元素。在生產(chǎn)實(shí)際中，調(diào)整碳和硅的含量是控制鑄鐵組織和性能的基本措施之一。在一般鑄造條件下，鑄鐵中較高的碳含量是石墨化的必要條件，保證一定量的硅是石墨化的充分條件，碳與硅含量越高越易石墨化。若碳、

與氣體滲碳相比，碳氮共滲有如下優(yōu)點(diǎn)：1)可以在較低溫度下，及在同樣時(shí)間內(nèi)獲得同樣滲層深度；或在處理溫度相同的情況下，共滲速度較快。2)碳氮共滲在工件表面、爐壁和發(fā)熱體上不析出炭黑。3)處理后零件的耐磨性比滲碳的高。4)工件扭曲變形小。在滲劑一定的情況下，碳氮共滲溫度與時(shí)間對(duì)滲層的組織結(jié)構(gòu)影響規(guī)律已如前述。在具體生產(chǎn)條件下應(yīng)根據(jù)零件工作條件、使用性能要求及滲層組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，再按前述規(guī)律確定，中溫氣體碳氮共滲工件的使用狀態(tài)和滲碳淬火相近，一般都是共滲后直接淬火。因此，盡管氮的滲入能降低臨界點(diǎn)，但考慮心部強(qiáng)度，一

淬火熱處理工藝過(guò)程中零件出現(xiàn)變形是必然的，但零件出現(xiàn)表面裂紋導(dǎo)致表面或整體開裂是不允許的，一般作為廢品處理（高碳鋼淬火零件內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋，經(jīng)回火后能消除的除外）。(1)引起變形和開裂的原因  在淬火加熱時(shí)，由于零件熱應(yīng)力以及高溫時(shí)材料強(qiáng)度降低，延展性增加會(huì)導(dǎo)致變形。對(duì)合金鋼而言，由于其導(dǎo)熱性較差，若加熱速度太快，不僅零件變形大，甚至有開裂的危險(xiǎn)。在冷卻過(guò)程中由于熱應(yīng)力與組織應(yīng)力的共同作用，零件常出現(xiàn)變形，有的甚至出現(xiàn)表面裂紋。熱應(yīng)力是在加熱或冷卻過(guò)程中，零件由表面至心部各層的加熱或冷卻速度不一樣

經(jīng)淬火熱處理后零件硬度偏低和出現(xiàn)軟點(diǎn)的主要原因是：1)亞共析鋼加熱溫度低或保溫時(shí)間不充分，淬火組織中有殘留鐵素體。2)加熱過(guò)程中鋼件表面發(fā)生氧化、脫碳，淬火熱處理后局部生成非馬氏體組織。3)淬火熱處理時(shí)，冷卻速度不足或冷卻不均勻，未全部得到馬氏體組織。4)淬火介質(zhì)不清潔，工作表面不干凈，影響了工件的冷卻速度，致使未能全部淬硬。正常情況下的材質(zhì)及零件截面尺寸，為防止淬火熱處理后零件硬度偏低最重要的是防止加熱時(shí)零件表面脫碳，其中最有效的辦法是采用可控氣氛或真空加熱。若在一般空氣電阻爐中加熱，在確保零件燒透及組織轉(zhuǎn)變的前

金屬材料滲碳熱處理后的缺陷主要有以下幾種：(1)黑色組織    在含Cr、Mn及Si等合金元素的滲碳鋼滲碳淬火后，在深滲層表面組織中出現(xiàn)沿晶界呈現(xiàn)斷續(xù)網(wǎng)狀的黑色組織。鋼滲碳淬火后在未經(jīng)腐蝕的金相試樣上可看到黑色組織，預(yù)防黑色組織的辦法是注意滲碳爐的密封性能，降低爐氣中的含氧量，一旦工件上出現(xiàn)黑色組織時(shí)，若其深度不超過(guò)0. 02mm，可以增加一道磨削工序，將其磨去，或進(jìn)行表面噴丸處理。(2)反常組織    這種組織在前述過(guò)共析鋼退火組織缺

準(zhǔn)備工作1)鑄件準(zhǔn)備：鑄件去應(yīng)力退火前應(yīng)將冒口、型砂等清除干凈，氣孔、砂眼的補(bǔ)焊及粗加工工序應(yīng)按排在去應(yīng)力退火前。2)設(shè)備（可采用箱式電爐、燃?xì)鉅t及燃煤爐）準(zhǔn)備：對(duì)使用的加熱爐，應(yīng)按有關(guān)設(shè)備操作規(guī)程檢修，對(duì)燃料爐應(yīng)清理主煙道、爐膛、燃燒室及燃燒嘴的灰分等。3)測(cè)溫儀表準(zhǔn)備。4)裝爐：同爐裝的鑄件壁厚應(yīng)力求接近，具有同一規(guī)范的鑄件可裝同一爐。鑄件擺放應(yīng)平穩(wěn)并用支柱支撐。多層裝爐應(yīng)采用適當(dāng)墊鐵，使鑄鐵與爐底、鑄件之間留有150~ 200mm的間距。每層鑄件之間的墊鐵位置應(yīng)當(dāng)相同，鄰層之間不允許墊鐵的位置相互錯(cuò)開，以免發(fā)

退火、正火件熱處理工序的檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求如下：(1)硬度檢驗(yàn)。按圖樣或客戶要求進(jìn)行。(2)變形檢驗(yàn)。零件變形量原則上小于其加工余量的1/3~1/2，客戶有要求的，按客戶要求進(jìn)行（校正工序應(yīng)計(jì)費(fèi)）。(3)金相檢驗(yàn)。一般不做金相檢驗(yàn)。精密件、重要件或客戶要求進(jìn)行的，應(yīng)在工藝文件中注明，成批大量生產(chǎn)的可根據(jù)實(shí)際情況定期抽查，并根據(jù)技術(shù)要求按下列規(guī)定協(xié)商處理：1)碳素工具鋼退火后的珠光體組織，應(yīng)為2～4級(jí)（按GB/T 1298-2008第一級(jí)別圖評(píng)定）不允許有連續(xù)網(wǎng)狀碳化物。鋼料尺寸≤60mm的≤2級(jí)；>6

1．硬度1)熱處理零件均應(yīng)根據(jù)圖樣要求和工藝規(guī)定進(jìn)行硬度檢驗(yàn)或抽檢。2)以標(biāo)準(zhǔn)塊校對(duì)硬度計(jì)，確認(rèn)后方可進(jìn)行測(cè)試硬度。3)檢驗(yàn)硬度前，應(yīng)將零件表面清理干凈，去除氧化皮、脫碳層及毛刺等，且表面不應(yīng)有明顯的機(jī)械加工痕跡，被測(cè)零件的溫度以室溫為準(zhǔn)，或略高于室溫但以人手能穩(wěn)穩(wěn)抓住為限。4)硬度檢測(cè)部位應(yīng)根據(jù)工藝文件或由檢驗(yàn)、工藝人員確定。淬火部位檢查硬度不少于1處，每處不少于3點(diǎn)，不均勻度應(yīng)在要求的范圍內(nèi)。被測(cè)零件直徑小于Φ38mm時(shí)應(yīng)予修正。5)一般的正火、退火件、調(diào)質(zhì)件采用布氏硬度計(jì)檢驗(yàn)；對(duì)于尺寸較大者可用錘擊式硬度檢驗(yàn)

(1)外觀質(zhì)量1)鍛件和熱軋鋼材表面不允許有裂紋、折疊、結(jié)疤、白點(diǎn)、過(guò)大的圓度等外觀缺陷，因?yàn)楫?dāng)這些缺陷度大于粗加工余量時(shí)，將是熱處理裂紋的起源。2)冷拔鋼和銀亮鋼，更不允許有表面缺陷存在，因?yàn)檫@類鋼加工余量小。如對(duì)彈簧鋼來(lái)說(shuō)，表面缺陷將使彈簧壽命顯著降低。(2)化學(xué)成分1)當(dāng)鋼中有害元素磷、硫增加時(shí)，如硫含量為0.04%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)淬火后易產(chǎn)生裂紋，錳含量>0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)也易淬裂（淬水的工件）。2)有些元素雖是微量元素，但會(huì)使鋼的熱處理規(guī)范大不相同，如煉鋼時(shí)脫氧劑用Al則其微粒熔點(diǎn)高，在鋼中起細(xì)化

熱處理殘余力是指工件經(jīng)熱處理后最終殘存下來(lái)的應(yīng)力，對(duì)工件的形狀，尺寸和性能都有極為重要的影響。當(dāng)它超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，便引起工件的變形，超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)就會(huì)使工件開裂，這是它有害的一面，應(yīng)當(dāng)減少和消除。但在一定條件下控制應(yīng)力使之合理分布，就可以提高零件的機(jī)械性能和使用壽命，變有害為有利。分析鋼在熱處理過(guò)程中應(yīng)力的分布和變化規(guī)律，使之合理分布對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的實(shí)際意義。例如關(guān)于表層殘余壓應(yīng)力的合理分布對(duì)零件使用壽命的影響問題已經(jīng)引起了人們的廣泛重視。工件在加熱和冷卻過(guò)程中，由于表層和心部的冷卻速度和時(shí)間的

淬火件熱處理按照工序有五大檢驗(yàn)項(xiàng)目，下面就詳細(xì)介紹淬火件熱處理工序的檢驗(yàn)項(xiàng)目以及要求。(1)零件淬火前的檢查1)是否符合工藝路線及工藝規(guī)程的要求；2)有無(wú)缺陷（變形、裂紋、碰傷等）；3)鋼材是否符圖；4)客戶是否有其他要求。(2)硬度檢驗(yàn)1)有關(guān)硬度檢驗(yàn)參照前面規(guī)定執(zhí)行。2)零件淬火后，回火前其硬度值應(yīng)≥要求硬度中的中限。3)小零件淬火后不允許有軟點(diǎn)，大件（直徑或厚度> 80mm）允許有少量軟點(diǎn)。4)整體加熱、局部淬火的零件，或局部加熱淬火的零件，淬火部位的尺寸范圍允許有一定的偏差，應(yīng)與客戶具體協(xié)商（但