钢的渗碳工艺及方法简介

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：钢的渗碳就是将低碳钢工件放入有渗碳介质的炉中进行加热和保温，使活性碳原子渗入工件表面，从而提高表面含碳量并且由表及里获得一定碳浓度梯度的工艺。钢的渗碳是机器制造中应用最广泛的一种化学热处理工艺。根据所用渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为固体渗碳法、液体渗碳法及气体渗碳法三种。其中最常见的是气体渗碳法。渗碳钢通常为含碳0.1%～0.3%的低碳钢或低碳合金钢，可分为低、中、高淬透性渗碳钢。

钢的渗碳就是将低碳钢工件放入有渗碳介质的炉中进行加热和保温，使活性碳原子渗入工件表面，从而提高表面含碳量并且由表及里获得一定碳浓度梯度的工艺。

钢的渗碳是机器制造中应用最广泛的一种化学热处理工艺。渗碳的目的是使机器零件获得高的表面硬度、耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，同时心部具有足够的强度和韧性，亦即“表硬心韧”。

根据所用渗碳剂在渗碳过程中聚集状态的不同，渗碳方法可以分为固体渗碳法、液体渗碳法及气体渗碳法三种。其中最常见的是气体渗碳法。

渗碳主要适用于承受磨损、交变接触应力或弯曲应力和冲击载荷的机器零件，如轴、活塞销、齿轮、凸轮轴等。亦即表面要求有很高的硬度及心部要求有足够的强度和韧性。

渗碳钢通常为含碳0.1%～0.3%的低碳钢或低碳合金钢，可分为低、中、高淬透性渗碳钢。常用的渗碳钢有以下几种。

低淬透性渗碳钢：20、20Cr、20CrV、20Mn、15、15Cr。(https://www.chuimin.cn)

中淬透性渗碳钢：20CrMnTi、20CrMn、20Mn2B、20MnVB。

高淬透性渗碳钢：12Cr2N4A、18CrNi4WA、20Cr2Ni4。

多数渗碳钢碳的质量分数均在0.2%左右，这是因为若碳含量太高，对心部韧性不利；若太低，则心部强度偏低。钢中合金元素的作用主要是避免在高温、长时间渗碳中(通常为5～7h)奥氏体晶粒粗化，并增大淬透性。

渗碳件最终为淬火加低温回火状态，因而不能在较高温度条件下工作。