滲碳淬火新發(fā)展

日期：2017-11-20 點(diǎn)擊次數(shù)：2240

　　滲碳工藝是一個(gè)十分古老的工藝，在中國，*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)*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(duì)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**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(duì)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)。

　　為了防止?jié)B碳過程中奧氏體晶粒的粗化，一般都在鋼材中添加適量的鈦，通過形成碳氮化鈦粒子釘扎晶界而阻止晶粒長大。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定滲碳鋼中鈦添加量為0.04～0.08wt%。然而，*近有研究工作表明，當(dāng)鈦含量超過0.032%，就會(huì)在滲碳鋼冶煉鑄錠凝固時(shí)析出氮化鈦。這種氮化鈦尺寸達(dá)到微米數(shù)量級(jí)，起不到阻止奧氏體晶粒長大的作用，反而由于這種呈立方體的粒子的尖角效應(yīng)以及與基體組織的不連續(xù)性而成為微裂紋的策源地和裂紋擴(kuò)展的中繼站，嚴(yán)重?fù)p害鋼材的韌塑性。工作還表明，將鈦含量降至0.02～0.032%，仍然能夠同樣有效地起到控制奧氏體晶粒長大的作用，而又可避免有害氮化鈦粒子的形成，因此是值得推薦的合理的選擇范圍。