关于渗碳过程中残奥的控制

关于渗碳过程中残奥的控制残奥的控制在工艺上主要注意这几点：1）调整好强渗与扩散的时间比例。使得表层碳含量得以降低，降低过冷奥氏体的稳定性。2）扩散的碳势设定的可以低一些，为了降低残奥可以设定在0.75-0.83）降低淬火温度，使得析出一部分碳化物，降低碳含量。降低过冷奥氏体的稳定性4）延长淬火保温时间，同样是使得一部分的碳和一些合金元素析出，降低过冷奥氏体的稳定性。5）采用渗碳后缓冷，再加热淬火工艺，可以降低残奥，同时细化了组织。6）采用冷处理，使得未转化的残奥继续转变为M渗碳的产品，前期的强渗碳势在保证不析出碳化物的前提下尽量提高炉内的碳势从而提高产品的表面碳浓度，为了达到一定的渗层必须经过一段时间的扩散使表面过高的碳浓度向内部扩散，最终达到所需要的渗层。前期的碳势为1.20%C则扩散段的碳势为0.8----0.9之间（当然材质及渗层要求不同也会产生变动。残奥可以通过淬火后冷处理来解决。对于有的高合金钢共析点可能在0.3%C以下,所以对有高浓度要求的不好控制如果20CrMnTi原材料的带状组织超过3级，渗碳淬火会出现马氏体和残奥级别超差现象.。由于带状分布区域的Mn含量高低不一，存在微区成分偏聚，在渗碳过程中奥氏体局部长大，出现混晶。淬火后形成粗大马氏体，初生的粗大马氏体抑制了奥氏体转继续变为马氏体的驱动力，残奥增多，最终表现为马氏体、残余奥氏体级别超标。偏析造成的局部合金元素贫化，会使得奥氏体晶粒粗大，从而马氏体粗大。合金元素聚集的地方Ms点低会造成残奥超标，Mn元素聚集的地方会造成马氏体粗大。关于表面碳浓度.每种材料都有对应的最佳面层含碳量，同一种材料、零件使用状态不同其表面含碳量也不同。比如常用的20CrMnTi钢，同是汽车齿轮，一般变速器齿轮表面碳含量控制在0.7~0.85%，而桥齿轮最好控制在0.9~1.0%。非马组织：非马组织往往都是腐蚀后在最表层连成片，薄薄的一层组织，腐蚀后显黑色。层厚来评定非马多深。内氧化：内氧化完全可以试样抛光后直接在金相显微镜下看，光洁的表面下有一些小黑或黄色的点点，连成线一样的，可以看见沿着晶界，从表面到其最深处评定为内氧化，我们齿轮在多用炉做一般0.02mm内氧化。合金元素对铁素体的影响由于合金元素与铁在原子尺寸和晶格类型等方面存在着一定的差异，所以当合金元素溶入时，会使铁素体的晶格发生不同程度的畸变，使其塑性变形抗力明显增加，强度和硬度提高。合金元素与铁的原子尺寸和晶格类型相差愈大，引起的晶格畸变愈大，产生的固溶强化效应愈大。此外，合金元素常常分布在位错附近，降低了位错的可动性，增大了位错的滑移抗力，也提高了强度和硬度。硅、锰、镍的强化效果大于钼、钨、铬，而且合金元素含量越高，强化效应越明显。冲击韧性随合金元素质量分数增加而变化的趋势是有所下降。合金元素对渗碳体和特殊碳化物的影响合金元素是溶入渗碳体，还是形成特殊碳化物，是由它们与碳亲和能力的强弱程度所决定的。强碳化物形成元素钛、锆、铌、钒等，倾向于形成特殊碳化物，如TiC、ZrC、NbC、VC等，这类碳化物具有较高的熔点、硬度和稳定性，加热到高温时也不容易溶人奥氏体中，也难以聚集长大。如果形成在奥氏体晶界上，会阻碍奥氏体晶粒的长大，提高钢的强度、硬度和耐磨性。但合金碳化物的数量增多时，会使钢的塑性和韧性下降。中强碳化物形成元素钨、钼、铬等，可形成渗碳体类型碳化物(Fe，Cr)3C，又可形成特殊碳化物Fe3(W，Mo)，C、Mo2C、MoC、W2C、WC、Cr23C6。、Cr7C。等，这类碳化物的强度、硬度、熔点、耐磨性和稳定性等都比渗碳体高。它们在加热时若能溶入奥氏体中，可以提高钢的高温强度、淬透性和回火抗力等。弱碳化物形成元素锰，一般形成合金渗碳体(Fe，Mn)3C，其熔点、硬度和稳定性等都不如上述特殊碳化物，但是它易溶于奥氏体，会对钢的淬透性和回火抗力产生较大的影响。当钢中同时存在几个碳化物形成元素时，会根据其与碳亲和力的强弱不同，依次形成不同的碳化物。如钢中含Ti、W、Mo及较高的碳量时，首先形成TiC，再形成Fe，WaC或W2C，最后才形成(Fe，Mn)3C。合金元素对奥氏体晶粒尺寸的影响除锰以外的大多数合金元素都有阻碍奥氏体晶粒长大的趋势。强碳化物形成元素钛、锆、铌、钒的作用尤为明显，这是因为它们形成的合金碳化物稳定性高，而且多以弥散质点分布在奥氏体晶界上，使晶界迁移阻力增大；钨、钼、铬等对奥氏体晶粒长大的阻碍作用中等；非碳化物形成元素硅、镍、铜等对奥氏体晶粒长大影响不大；锰则促进奥氏体晶粒长大，所以对锰钢热处理时，要严格控制加热温度和保温时间20CrMnTi钢汽车齿轮技术要求：渗碳层厚(1．2～1．6)mm，表面碳质量分数为1．0％C；齿顶硬度(58～60)HRC，心部硬度(30-45)HRC。预先热处理正火的目的是改善锻造不良组织和切削加工性。渗碳后预冷直接油淬+低温回火，为的是保证表面获得高硬度和高耐磨性，心部具有良好配合的强度和韧性。