15CrMo钢渗碳样品淬火组织的研究(2)
3.5 830℃淬火试样的组织分析 22
3.6 860℃淬火试样的组织分析 25
3.7经过不同温度淬火试样的组织硬度分析 27
4结论 29
致 谢 30
参考文献 31
1绪论
1.1 渗碳钢
1.1.1 渗碳钢简介
渗碳钢具有高强度的表面耐磨层和高强韧性的心部，能承载很大的冲击载荷、接触应力和耐磨。汽车、工程机械和机器制造等众多行业之中渗碳钢的应用都极为广泛。
Cr-Mn系、Cr-Mo 系和Cr-Ni-Mo系等是渗碳钢经常用到的合金钢系列。
淬透性是保证渗碳钢心部组织和性能的根本。常见的普通渗碳钢件的心部组织是马氏体组织和其他非马氏体组织各占50%。在航空方面渗碳齿轮的作用尤为重要，其心部组织也是由马氏体或马氏体与贝氏体的混合组织。铬、锰、镍、钼和硼是可以提高淬透性的常见的合金元素。单从合金化的经济方面考虑，Cr-Mn 系钢中的含硼钢是非常好的选择，但从实际生产和使用方面来说，Cr-Mo 系钢是更加好的选择。通常情况下，一定量的钼对高质量要求的、重要用途的渗碳钢非常有用，而对于重载的大型的渗碳件就更加需要了。
只有在心部的性能确定之后，渗层的组织与性能对其使用寿命才会有决定性的作用。渗层组织的要求为纯马氏体和细小、弥散或球状分布的合金碳化物，这样可以确保淬透性仍然是渗层组织的核心。有良好的硬度、优秀的显微组织、合理的残余应力分布和一定的韧性储备是渗层所必不可少的基本要素。
1.1.2 渗碳钢零件的一般工艺路线
渗碳件的工艺路线一般为,下料、锻造、正火、机加工、渗碳、淬火+低温回火、磨削[1]。渗碳温度在900℃到950℃之间，直接淬火+加低温回火是渗碳后通常所采用的热处理方式。淬火的温度一般在Ac1以上30℃到50℃之间。低温回火的温度一般在200上下50℃之间。硬度值在HRC58~62的表面组织为高碳回火马氏体+颗粒状碳化物+少量残余奥氏体，淬透的低碳回火马氏体+未淬透的铁素体和托氏体为心部组织，这两部分组成使用状态下的一般组织。
1.1.3 钢渗碳的目的、分类及应用
钢的渗碳就是钢件在渗碳介质中加热和保温，使碳原子渗入表面，获得一定的表面含碳量和碳浓度梯度的工艺[2] 。这种化学热处理工艺在机械制造中的应用非常广泛。
渗碳的目的是使机械获得高的表面硬度、耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度[3]。
渗碳的方法一般分为固体渗碳法、液体渗碳法及气体渗碳法三种，这是根据渗碳剂在渗碳过程中的状态所划分的。
（1） 固体渗碳法
固体渗碳法一般是在预先装好固体渗剂的密封容器内放入渗碳工件，然后用黄泥或耐火粘土对容器进行密封，最后加热到渗碳温度进行渗碳。特定大小的固体炭粒和起催渗作用的碳酸盐是一般固体渗碳剂的组成成分。
固体渗碳的温度一般在900℃到930℃之间。根据铁碳相图，想要铁中碳的浓度有很大的变动，只能在奥氏体区域，让碳的扩散在单相的奥氏体中进行。为了保证上面所说的条件，只能选择比AC3稍微高点的900~930℃这个温度。
当渗碳的温度越高时，扩散的速度会越快。但在如果渗碳的温度高于930℃时，奥氏体晶粒会发生长大，那么渗碳件的机械性能会相对降低，所以一般渗碳温度控制在900℃到930℃之间。并且温度过高将对渗碳箱造成超额的负担和损伤，也会增加工件的挠曲变形。
固体渗碳剂的导热较差，在固体渗碳时传热很慢，再考虑到渗碳箱尺寸、工件大小、装箱情况、渗碳剂的密实度、工件间的距离等因素不能完全相同的原因，渗碳加热的时间对渗层深度的影响很难做到准确确定。所以试棒常常被用在渗碳过程中检查渗碳的效果，渗碳试棒规定直径应大于10mm长度大于直径。
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