渗碳工件的常见缺陷及预防方法有哪些？

周建国

在进行渗碳处理时，肯定会有这样那样的缺陷，请问常见的有哪些缺陷？有何预防的方法？

天天小非

看看热处理手册上面关于该问题有很好的答复

wang1981

组织、深度、硬度、变形等多方面因素，控制方法多种多样。

霜月

由于采用了碳势控制，以前常出现的网状碳化物或大块状碳化物、大量残余奥氏体以及渗碳层浅和过厚等缺陷现在都较少出现。
采用预氧化解决了以前常出现的渗碳层不均匀缺陷。
目前仍存在的渗碳缺陷是心部硬度过高或偏低、表面黑色组织、心部粗大马氏体。
心部硬度过高或偏低的问题，零件和热处理条件不可更改，只能从材料选择上加以控制；表面黑色组织不可避免，但采用提高冷却速度、抛丸等能控制在要求范围；心部粗大马氏体需从预先热处理上加以严格控制，避免出现铁素体+珠光体以外的其它组织。
个人的一些见解，仅供参考。

周建国

霜月高工总结的很好。补充一点，控制产品的变形使变形有规律，尽量降低变形的程度（平面变形和轴向变形）是渗碳处理过程中较难掌握和控制的难题。

origin7

这个问题本来就比较笼统，如果要把它们全部叙述清除，写一本3~400页的书一点问题页没有
问题，按渗碳深度来说：渗层过浅，过深，碳浓度梯度及其均匀性等等
按组织来说：心部组织（铁素体、马氏体含量及其形态），表层组织（又可分为碳化物、残奥、马氏体等的百分含量与形态），过渡区组织；晶粒度等等
按变形来说：因为渗碳处理不同于常规处理，要在高温下（一般为920）进行渗碳，必然会出现较大变形（特别是对于大尺寸，渗层深零件），包括椭圆度、翘曲度、锥度、公法线（一般渗碳件为齿轮系列）的涨大或缩小（相对于成品尺寸的缩小）、内孔缩小等等
按硬度来说：表面硬度不足，心部硬度过高或过低，同一零件硬度差过大
按加工来说：从钢铁冶炼，锻造，粗加工，半精加工，滚齿（插齿等）等的问题

暂时就能想起这些，上面的这些问题并不是孤立的，很多都是存在直接或间接的联系

对于组织，硬度，层深等问题较易找到正确的导致原因，解决起来相对容易；而变形问题相对复杂，从目前的硬件和软件着手，想在工业生产上彻底解决（即零变形）是不可能的，只有通过丰富的经验，结合具体知识，找出变形的规律，尽最大限度的减小与成品（+留模量）间的差距。我认为（个人观点）这也是很多年轻人很难踏入热处理门槛的一大关键所在，所以现在就感觉自己在门外踱来踱去，有劲的时候能在门外跳跳领略下里面无限的风采。

[ 本帖最后由 origin7 于 2008-1-14 19:40 编辑 ]

dz114323

黑色组织是指什么组织？

ctyan111

观6#有感
变形是一个很难掌握的难题，其他的因素先不说，光谈工装夹具的设计问题。前几天我看到过一本《焊接工装夹具设计》的专业书籍，但是找了很久也没找到专门讲述热处理工装夹具的书籍，实在是我们这些想再进一步的后辈们的一大障碍。其实我觉得就渗碳淬火而言，工装夹具的合适与否是个关键因素，可是无论是在学校和以后的工作当中好像都没有多少借鉴和学习的好途径。望大侠指点一下。

motion_0576

1 渗碳淬火的常见缺陷的确很多,影响因素也很复杂,但生产中的过程控制应该主要考虑避免如下缺陷的产生:
1.1 除了国标中规定的检测项目（碳化物、残奥、表面和心部硬度、心部组织）外，非马层深是关注最多的（包括内氧化层深）。
1.2 但国标中忽略了（原因不详）对使用性能有影响的：渗层表面高温转变组织数量、表面非马层的形态、表面淬硬渗层的微裂纹数量检测。这是大家应该注意的，国外对这些要求很严。

ctyan111

“微裂纹数量检测”有裂纹应该就报废了吧，还需要有数量吗？

Dream

转贴一下：


渗碳常见的缺陷和防止方法

(一)            碳浓度过高

⒈ 产生原因及危害：如果渗碳时急剧加热，温度又过高或固体渗碳时用全新渗碳剂，或用强烈的催渗剂过多都会引起渗碳浓度过高的现象。随着碳浓度过高，工件表面出现块状粗大的碳化物或网状碳化物。由于这种硬脆组织产生，使渗碳层的韧性急剧下降。并且淬火时形成高碳马氏体，在磨削时容易出现磨削裂纹。

⒉ 防止的方法

①         不能急剧加热，需采用适当的加热温度，不使钢的晶粒长大为好。如果渗碳时晶粒粗大，则应在渗碳后正火或两次淬火处理来细化晶粒。

②         严格控制炉温均匀性，不能波动过大，在反射炉中固体渗碳时需特别注意。

③         固体渗碳时，渗碳剂要新、旧配比使用。催渗剂最好采用4—7%的BaCO3，不使用Na2CO3作催渗剂。

(二)            碳浓度过低

⒈ 产生的原因及危害：温度波动很大或催渗剂过少都会引起表面的碳浓度不足。最理想的碳浓度为0.9—1.0%之间，低于0.8%C，零件容易磨损。

⒉ 防止的方法：

① 渗碳温度一般采用920—940℃，渗碳温度过低就会引起碳浓度过低，且延长渗碳时间；渗碳温度过高会引起晶粒粗大。

② 催渗剂(BaCO3)的用量不应低于4%。

(三)            渗碳后表面局部贫碳：

⒈ 产生的原因及危害：固体渗碳时，木炭颗粒过大或夹杂有石块等杂质，或催渗剂与木炭拌得不均匀，或工件所接触都会引起局部无碳或贫碳。工件表面的污物也可以引起贫碳。

⒉ 防止的方法

① 固体渗碳剂一定要按比例配制，搅拌均匀。

② 装炉的工件注意不要有接触。固体渗碳时要将渗碳剂捣实，勿使渗碳过塌而使工件接触。

③ 却除表面的污物。

(四)            渗碳浓度加剧过渡

⒈ 产生的原因及危害：渗碳浓度突然过渡就是表面与中心的碳浓度变化加剧，不是由高到低的均匀过渡，而是突然过渡。产生此缺陷的原因是渗碳剂作用很强烈(如新配制的木炭，旧渗碳剂加得很少)，同时钢中有Cr、Mn、Mo等合金元素是促使碳化物形成强烈，而造成表面高浓度，中心低浓度，并无过渡层。产生此缺陷后造成表里相当大的内应力，在淬火过程中或磨削过程中产生裂纹或剥落现象。

⒉ 防止的方法：渗碳剂新旧按规定配比制，使渗碳缓和。用BaCO3作催渗剂较好，因为Na2CO3比较急剧。

(五)            磨加工时产生回火及裂纹

⒈ 产生的原因：渗碳层经磨削加工后表面引起软化的现象，称之为磨加工产生的回火。这是由于磨削时加工进给量太快，砂轮硬度和粒度或转速选择不当，或磨削过程中冷却不充分，都易产生此类缺陷。这是因为磨削时的热量使表面软化的缘故。磨削时产生回火缺陷则零件耐磨性降低。

表面产生六角形裂纹。这是因为用硬质砂轮表面受到过份磨削，而发热所致。也与热处理回火不足，残余内应力过大有关。用酸浸蚀后，凡是有缺陷部位呈黑色，可与没有缺陷处区别开来。这是磨削时产生热量回火。使马使体转变为屈氏体组织的缘故。其实，裂纹在磨削后肉眼即可看见。

⒉ 防止的方法：

① 淬火后必须经过充分回火或多次回火，消除内应力。

② 采用40~60粒度的软质或中质氧化铝砂轮，磨削进给量不过大。

③ 磨削时先开冷却液，并注意磨削过程中的充分冷却。

LINFH

周工您好！我现在已不再处理齿轮了，但我非常喜欢这一行业，也非常注意齿轮热处理的发展，由于当时我与冷加工（我们采用格里森制齿机）配合较好，注意收集资料，并在实践中检验，积累不少经验。我现在曲轴行业。我姓郝，叫我郝工吧！13573268665
不好意思我才看到短消息。

LINFH

忘了告诉我来自山东青岛。