钢件渗碳处理的质量检验以及缺陷补偿
钢件渗碳处理的质量检验以及缺陷补偿
在生产加工中，无论是哪种加工工艺都会出现缺陷，缺陷的产生也是每个生产者所苦恼的问题。因为一旦产生缺陷，不仅无法保证产品质量，对于资源也造成了浪费。所以，质量检验与缺陷补偿就显得十分重要。
一、渗碳件的检验
对于渗碳件来说，进行质量检验是不能忽视的问题。神探见必须要按照技术要求进行质量检验，主要的检查项目有以下几个方面：
1、硬度：渗碳件的硬度检查应在工件淬火并回火后进行。渗层心部和防渗部位均需要进行硬度检查，所测出的硬度值应符合技术要求。
2、渗碳层深度：渗碳层深应保证传递到心部的应力小于心部的强度。此外，为保证工件有足够的耐磨性，在整个磨损层内的碳含量不应低于共析成分，并据此来选择要求的层深。
检查渗层深度的试样是在试棒或工件上截取的。试棒或工件应缓慢冷却，若不是缓冷，则应经过适当的退火之后再截取试样。渗碳层深度的确定目前还没有统一的标准，一般，合金渗碳钢的渗层深度是从表面测到出现原始组织位置，并要求过共析层加上共析层的厚度应该不少于所测定的50%到75%。另一种方法是将通过共析层、共析层和亚共析层的一半作为渗层深度。这种方法对碳素渗碳钢和合金渗碳钢均适用。
3、渗碳层及心部的金相组织：这个检查项目应该用工件来做。对渗碳层组织的检查主要看淬火后渗层中马氏体的粗细、未熔碳化物数量和分布情况以及残余奥氏体量等是否正常。
对心部组织的检查主要是看铁素体数量，大小以及分布情况是否正常。
二、渗碳件的常见缺陷
1、过渗碳
渗碳表面出现粗大块状碳化物以及网状碳化物，主要是由于渗碳剂活性太高，或渗碳保温时间过长。气体渗碳时适当减少渗碳剂滴量或固体渗碳时适当降低催渗剂含量，可防止发生过渗碳。对于已经出现过渗碳的工件，可以通过高温加热扩散或提高淬火加热温度，延长保温时间重新淬火的办法进行补救。
2、晶界氧化
在含有水和二氧化碳的气氛中进行气体渗碳时，因这两种物质与钢发生反应而在晶界形成氧化物的现象，叫做晶界氧化。钢中的铬和锰容易氧化，在工件表面昌盛氧化的同时，侵入工件表面的氧将优先与晶界附近的铬和锰化合物而形成氧化物。晶界氧化还使钢基体中的铬、锰含量减少，导致钢的淬透性降低。
调整气氛成分可使晶界氧化获得控制。已发生晶界氧化时，想气氛中添加一定量的氨，利用渗氮方式弥补淬透性恶化。
3、变形
渗碳件产生淬火变形的原因，是装卡和装炉方式不当引起的自重变形，以及零件设计不良、壁厚急剧变化造成的渗碳加热和淬火不均。注意使装卡和装炉方式合理，改进零件的形状设计，对易变形件采用压床淬火或进行热校直，可使神探见的形状设计，对易变形件采用压床淬火或进行热校直，可使渗碳件的淬火变形得以改善。
渗碳淬火工艺 1、钢的淬火 钢的淬火与回火是热处理工艺中最重要，也是用途最广泛的工序。淬火可以显著提高钢的强度和硬度。为了消除淬火钢的残余应力，得到不同强度，硬度和韧性配合的性能，需要配以不同温度的回火。所以淬火和回火又是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。淬火、回火作为各种机器零件及工、模具的最终热处理是赋予钢件最终性能的关键工序，也是钢件热处理强化的重要手段之一。 1.1 淬火的定义和目的 把钢加热到奥氏体化温度，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，这种热处理操作称为淬火。钢件淬火后获得马氏体或下贝氏体组织。图4为渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺。 度 200℃ 8 空冷 时间h 图4 渗碳齿轮20CrNi2Mo材料淬火、回火工艺 淬火的目的一般有： 1.1.1 提高工具、渗碳工件和其他高强度耐磨机器零件等的强度、硬度和耐磨性。例如高速工具钢通过淬火回火后，硬度可达63HRC，且具有良好的红硬性。渗碳工件通过淬火回火后，硬度可达58~63HRC。 1.1.2 结构钢通过淬火和高温回火（又称调质）之后获得良好综合力学性能。例如汽车半轴经淬火和高温回火（280~320HB）及外圆中频淬火后，不仅提高了花键耐磨性，而且使汽车半轴承受扭转、弯曲和冲击载荷能力（尤其是疲劳强度和韧性）大为提高。 淬火时，最常用的冷却介质是水、盐水、碱水和油等。通常碳素钢用水冷却，水价廉易得，合金钢用油来冷却，但对要求高硬度的轧辊采用盐水或碱水冷却，辊面经淬火后硬度高而均匀，但对操作要求非常严格，否则容易产生开裂。 1.2 钢的淬透性 2.2.1 淬透性的基本概念 所谓钢材的淬透性是指钢在淬火时获得淬硬层深度大小的能力（即钢材淬透能力），其大小用钢在一定条件下（顶端淬火法）淬火获得的有效淬硬层深度来表示，淬透性是每种钢材所固有的属性，淬硬层愈深，就表明钢的淬透性愈好,例如45、40Cr 、42CrMo钢三种试样，按相同条件淬火后（油冷却），经检测45钢能被淬透的最大直径（称临界直径）φ10mm；40Cr钢能被淬透的最大直径φ22mm;
渗碳、淬火和回火 1. 应用范围： 本资料主旨为汽车钢制零件和铁基粉末冶金制件的渗碳、淬火并回火之热处理要求和质量要求；资料中的规定可供设计和质量检查选用。 2. 术语含义： 渗碳----把零件放入渗碳介质中，按要求加热、保温、使零件表层增碳的处理方法。 淬火----指渗碳后，从相变点温度以上的合适温度开始急速冷却而使之硬化的处理。 回火----指渗碳淬火后，把零件加热到相变点以下的某一温度后再冷却的处理。 3. 种类： 3.1渗碳、淬火回火的种类： 表1为渗碳淬火回火的种类及符号： 备注：碳素钢（热轧钢板、冷轧钢板、碳素钢管等）受低温回火的限制，可以用碳氮共渗淬火回火来代替渗碳淬火。 3.2防止表面渗碳硬化的处理方法 123 所以在要求使用Z 1的情况下，可用Z 2或Z 3代替。同样地Z 2可由Z 3来代替。 2. 对于铁基粉末冶金零件不可使用防止表面渗碳硬化的方法。 4. 标准规定： 下面为渗碳淬火回火件的标准规定。 对于标准规定之外若还有要求的话，要与有关部门协商来解决。 4.1 表面硬度 表3为表面硬度的标准规定 1/5
注(1)包括热轧钢板，冷轧钢板，碳素钢管。 (2)适用于小件中硬化层深要求在0.5T以上的时候。 (3)适用于差速器齿轮。 4.2硬化层深： 4.2.1钢件 表4为硬化层深度的标准规定。在表面硬度要求低于Hv650时，使用全硬化层深。 表4 例1：0.5G，磨削部位的磨削后的有效硬化层深度为0.5mm。 例2：0.5GT，磨削部位的磨削后的全层硬化深度为0.5mm。 2.希望使用不带( )的硬化层深的指定值。 3.一个零件中能同时指定磨削部位的层深和非磨削部位的层深。此时要考虑磨削量方 可指定。对于孔的内径来讲，其磨削前的层深(0.2～0.4mm)已经很薄，因而在此种 情况下，希望由表5来确定。 对于象差速齿轮或驱动小齿轮那样转速相差比较大的情况，回转速度大的一方的层深要比表6中的标准值大0.1。 2/5
jbt8881-2011 滚动轴承零件渗碳热处理技术条件， 第 1 章总则 第一条为了保证滚动轴承的零件质量，根据相关国家强制性标准要求，制定本标准。 第二条本标准规定了零件渗碳热处理的技术要求，零件渗碳热处理应符合本标准规 定的要求。 第三条本标准适用于由以钢铁件制成的典型滚动轴承，当双方另有达成共识的技术 文件或安排时，以实际达成的为准。 第二章一般要求 第一条工件的内部组织质量，要满足轴承的强度、承载能力、耐磨性和结构稳定性 等技术要求。 第二条工件表面应为非结晶状态，有规则的微小凹槽，要求温度平均、结晶率低， 无明显的结晶传播或脆性倾斜。 第三条渗碳热处理后，零件的表面应符合规定的硬度，外廓尺寸应符合设计要求， 热处理过程中工件的质量，应符合热处理要求。热处理后应检查零件的外观及表面缺陷， 发现缺陷应及时纠正。 第四条渗碳热处理应按其技术文档规定的要求，按工艺程序由专业人员进行 第三章温度控制 第一条温度控制应符合以下要求，测量所使用仪器、仪表及工具应符合国家有关规定，即在安规认证程序内，零部件应符合国家有关认证机构的法规。 第二条温度应均匀。温度应控制在要求温度范围内，波动范围不得超过技术文档或 标准规定的极限值，温度控制精确度一般不低于±10℃，或者按用户的要求来定。 第四章渗碳深度 第一条渗碳深度要求按技术文件或标准规定，深浅应符合要求，一般不低于 0.4mm ~ 0.8mm。 第二条渗碳后的硬度和深度的变化率要符合技术文件的要求，渗碳硬度应在 50 ~ 55HRC 之间，采用硬度表、深度表及渗碳检测仪器测量和检查。 第五章包装、标志、交货
第一条包装应与热处理厂的产品标准一致，包括内层、外层、贴标、包装、运输等，并符合国家和地方的相关规定。 第二条包装的标志、交货和运输，应按照热处理厂的标准，标志应醒目，批号显著。交货和运输应在合理的范围内，合理及时。
62HRC=766HV 58HRC=664HV 52.3HRC=550HV
GB\T3077合金结构钢 GB\T222钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差（化学成分取样方法） GB\T223.1钢铁及合金中碳量的测定（化学成分试验方法） GB\T4336碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）（化学成分试验方法）GB\T2975钢及其钢产品力学性能试验取样位置及试样制备（力学性能取样方法） GB\T228金属材料室温拉伸试验方法（力学性能试验方法） GB\T229金属夏比缺口冲击试验方法（力学性能试验方法） GB\T226钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法（低倍组织） GB\T1979结构钢低倍组织缺陷评级图（低倍组织） GB\T10561钢中非金属夹杂物显微评定方法 GB\T6394金属平均晶粒度测定法 GB\T13299钢的显微组织检验方法 GB\T13298金属显微组织检验方法 GB\T13320钢质模锻件金相组织评级图及评定 GB\T6396大型合金结构钢锻件 GB\T7736钢的低倍组织及缺陷超声波检验方法 GB\T225钢的淬透性末端淬火试验方法 GB\T231硬度 GB\T7736超声波探伤 GB\T225末端淬透性 GB\T2249脱碳（金相法）
42CrMo调质件技术要求 1、质后应为均匀的索氏体。 2 GB11354-89钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验
关于渗氮的原理 ≤钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验≥GB11354-89 1.渗氮层深度HV0.3,达到基体硬度＋50HV 2.脆性级别1－2级合格，1－3级一般 3.疏松级别1－2级o合格，1－3级一般 4.氮化物级别1－2级合格，1－3级一般 5.硬度梯度 6、表面硬度HV1 渗氮是使氮以原子态渗入金属表面的一种化学热处理工艺，它借助渗氮介质分解出活性氮原子与金属表面发生作用，被吸收并向内部扩散后形成渗氮层。 气体渗氮介质为氨气，在渗氮温度下（400－600），当氨气与钢接触时就分解出活性氮原子固溶于钢中，未被固溶的原子则结合成分子。 化学反应式如下：NH3=3/2H2+［N］ NH3=3/2H2+1/2N2 氮在钢表面的固溶度由下列平衡式确定： ［N］＝K P NH3/ P H23/2 式中［N］为固溶于钢中的氮原子的活度，即氮势 P NH3为氨气的分压 P H23/2为氢气的分压 氨的分解率随温度升高而增加，在其它条件相同的情况下，氨气流量增大，氨的分解率减少，在炉气中，氢分子与氮分子数量的多少影响P NH3/ P H23/2值，从而影响氮势。 渗氮是一个反应和扩散过程，随着渗层氮浓度的增加，白亮层相继形成γ’、ε甚至ξ相。即白亮层。扩散层组织为氮原子在α-Fe中的固溶体。
渗碳 科技名词定义 中文名称：渗碳 英文名称：carburizing 定义：为增加钢件表层的含碳量和形成一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。 应用学科：机械工程（一级学科）；机械工程(2)_热处理（二级学科）；化学热处理（三级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 编辑本
组织及性能特点：不能细化钢的晶粒。工件淬火变形较大，合金钢渗碳件表面残余奥氏体量较多，表面硬度较低 适用范围：操作简单，成本低廉用来处理对变形和承受冲击载荷不大的零件，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺。 2 、预冷直接淬火、低温回火，淬火温度800-850℃ 组织及性能特点：可以减少工件淬火变形，渗层中残余奥氏体量也可稍有降低，表面硬度略有提高，但奥氏体晶粒没有变化。 适用范围：操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。 3、一次加热淬火，低温回火，淬火温度820-850℃或780-810℃ 组织及性能特点：对心部强度要求较高者，采用820-850℃淬火，心部为低碳M，表面要求硬度高者，采用780-810℃淬火可以细化晶粒。 适用范围：适用于固体渗碳后的碳钢和低合金钢工件、气体、液体渗碳的粗晶粒钢，某些渗碳后不宜直接淬火的工件及渗碳后需机械加工的零件。 4、渗碳高温回火，一次加热淬火，低温回火，淬火温度840-860℃ 组织及性能特点：高温回火使M和残余A分解，渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出，便于切削加工及淬火后残余A减少。 适用范围：主要用于Cr—Ni合金渗碳工件 5、二次淬火低温回火 组织及性能特点：第一次淬火（或正火），可以消除渗碳层网状碳化物及细化心部组织（850-870℃），第二次淬火主要改善渗层组织，对心部性能要求不高时可在材料的Ac1—Ac3之间淬火，对心部性能要求高时要在Ac3以上淬火。 适用范围：主要用于对力学性能要求很高的重要渗碳件，特别是对粗晶粒钢。但在渗碳后需经过两次高温加热，使工件变形和氧化脱碳增加，热处理过程较复杂。 6、二次淬火冷处理低温回火 组织及性能特点：高于Ac1或Ac3（心部）的温度淬火，高合金表层残余A较多，经冷处理（-70℃/-80℃）促使A转变从而提高表面硬度和耐磨性。 适用范围：主要用于渗碳后不进行机械加工的高合金钢工件。 7、渗碳后感应加热淬火低温回火 组织及性能特点：可以细化渗层及靠近渗层处的组织。淬火变形小，不允许硬化的部位不需预先防渗。 适用范围：各种齿轮和轴类 编辑本段渗碳工艺新发展
渗碳渗氮、氮碳共渗标准
通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。奥氏体不锈钢在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni 系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。 铁素体不锈钢 在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。 奥氏体--铁素体双相不锈钢 是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 马氏体不锈钢 通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。
贵州师范大学材料与建筑工程学院 专业实验课 实 验 报 告 年级：08 金属 姓名：田茂林 学号：082301010047
一、实验名称：45钢渗碳 二、实验目的: 1、了解碳钢的基本渗碳工艺； 2、掌握金相试样制备的基本操作方法。 三、实验原理： 渗碳处理包含3个基本过程。分解：渗碳介质的分解产生活性碳原子；吸附：活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加；扩散：表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差，表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度，同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25％)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物，心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织，但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米，深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58～63，心部硬度为HRC30～42。渗碳淬火后，工件表面产生压缩内应力，对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度、冲击韧性和耐磨性，借以延长零件的使用寿命。从而达到渗碳的目的。 四、实验设备及材料: 实验设备：滴控井式多用炉、电炉控制柜、砂轮机、抛光机、金相显微镜、镶样机； 实验材料：20钢； 实验用品：硝酸、无水乙醇、甲醇、煤油、抛光粉（三氧化二铬）、
胶木粉、淬火油、水。 五、实验内容及步骤: 1、对20钢进行渗碳处理； 1.1、将滴控井式多用炉电源打开进行炉膛加热，打开循环水，设定其工艺参数，具体工艺参数见下表； 试样进程碳势温度时间 20钢进程一0.90% 900℃10分钟进程二 1.05% 910℃200分钟进程三0.90% 910℃100分钟进程四0.90% 850℃30分钟 1.2、待渗碳炉温度达到700℃后，开始向渗碳炉内滴甲醇，并打开排气阀进行排气，当温度升高至800℃后，向炉内滴入煤油； 1.3、取20钢试样，将其表面氧化物去除，待渗碳炉温度到温后将其放入滴控井式多用炉内进行渗碳处理。 2、淬火处理： 当试样经过1.1中的工艺处理完毕后，将其从炉中迅速取出进行淬火处理。 3、金相制备及观察： 3.1、将淬火后的试样进行粗磨，待所需观察面磨平后将其进行镶嵌； 3.2、将镶嵌机的工艺参数设定后，放入试样，加入胶木粉，调整镶嵌时间，带镶嵌时间达到后取出所镶试样； 3.3、把镶嵌好的试样进行细磨后，将其放到抛光机上进行抛光处理后的试样在用3%~4%的硝酸酒精溶液进行腐蚀4~5秒后，在用酒精溶液进行清洗；
渗碳件质量检查 零件渗碳前的检验： 1．根据GB699-88《优质碳素钢技术条件》和GB3077-88《合金结构钢技术条件》等标准，对零件材质进行分析，发现异常，及时处理并报告 2．零件表面不得有刀迹，尖锐角、氧化、生锈等，表面粗糙度应低于Ra3.2μm 3．零件内部应无偏析、疏松等缺陷，原材料带状组织应≤2~3级，魏氏组织≤1级，晶粒度≥5级 渗碳层总深度检验： 1．渗碳层总深度≤0.3mm的渗碳件，按GB9451-88《钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定》的具体规定进行检验，常用显微组织测量法和显微硬度测量法 1）显微组织测量法是零件热处理后导致零件表层和心部显微组织的变化，测定零件总硬化层深度或有效硬化层深度 2）显微硬度测量法是零件经热处理后导致零件表面至心部“维氏显微硬度” 的变化，测定零件总硬化层深度或有效硬化层深度 2．日常生产渗碳层总深度一般用金相法检验，试样应是退火的平衡状态。 碳素钢渗碳层总深度为过共析层+共析层+1/2过渡层之间的垂直距离；合金钢渗碳层总深度为过共析层+共析层+全部过渡层（过共析层+共析层应为总渗碳层深的60%~70%）之间的垂直距离 3．渗碳工艺过程中间检验以试样为主，常用断口目测法和磨片蚀显法 断口目测法是将渗碳中间试样出炉后淬火打断观察断口，渗碳层为银白色瓷状，未渗碳部分为暗灰色纤维状，交界处的碳质量分数约为0.4%，此处至表面的垂直距离即定为渗碳层下限深度 磨片蚀显法是将渗碳中间试样（淬火或正火状态均可）断面磨平用体积分数为4%的硝酸酒精溶液浸蚀几秒钟后，出现黑圈，黑圈厚度即为粗略的渗碳层下限深度 4．同一批零件，渗碳层深度的波动，必须在图样规定的范围内同一零件渗碳层深度的波动范围是图样规定波动范围的1/2 碳深度梯度检验： 1．日常生产检验，可以用碳浓度（质量分数的）梯度和硬度的梯度检验互补，但质量仲裁应以硬度梯度（至心部硬度降）为准 2.常用剥层法，剥层检验交界处的碳的质量分数为0.4%，剥层在表面0.1mm内，碳浓度（质量分数）应达到图样要求，一般以0.8%~1.0%为合格，碳深度梯度过渡过应平缓，不得出现陡坡，浅层渗碳允许表面碳的质量分数低于0.8% 渗碳层淬火前的组织检验： 1．渗碳层淬火前的组织应是珠光体+碳化物+少量铁素体
渗碳层有效层标准修订事项说明2021.3.23关于《拖拉机渗碳齿轮金相检验》标准修订的说明 一、有关渗碳齿轮金相检验标准1.意大利菲亚特公司标准： 经过表面渗碳硬化热处理的齿轮零件的机械性能和非政府特征检验方法（q.nl/0025） a.表面硬度hrc58~60心部硬度hrc33.5~43.5（检测部位齿根圆） b.层深有效硬化层 深（硬度法），测至525hv5处。齿根有效硬化层深应不小于节圆所示深度的70%。c.表面非马氏体层深≤0.01mm。 d.金相非政府检测6项：碳化物、残存奥氏体、心部铁素体、水解层、贝氏体、电子 显微镜裂纹。 2.汽车行业渗碳齿轮检验标准： 1）汽车渗碳齿轮金二者标准br5-74（参考50-60年代前苏联标准）a.硬度按产品图 心部硬度检测部位2/3齿高处b.层浅渗碳层深法（金相法）c.表面非马氏体层深无规定。 d.金相组织检测4项：碳化物、残余奥氏体、马氏体、心部铁素体。 2）汽车渗碳齿轮金二者检验zbt04001-88a.硬度按产品图心部硬度检测部位齿根圆 b.层深有效硬化层深法测至515hv5或550hv1处。 c.表面非马氏体层深≤0.02mm。 d.金相非政府检测3项：碳化物、残存奥氏体、马氏体。3）汽车渗碳齿轮金二者检 验qc/t262-1999 1 a.硬度按产品图心部硬度检测部位齿根圆 b.层深有效硬化层深法测至515hv5或550hv1处。 c.表面非马氏体层浅按“齿轮材料及热处理质量检验的通常规定”gb8539 d.金相非政 府检测3项：碳化物、残存奥氏体、马氏体。3.空载渗碳齿轮标准： 重载齿轮渗碳质量检验jb/t6141.2-1992重载齿轮渗碳金相检验jb/t6141.3-1992 a.表面硬度hrc58~62心部硬度hrc30~46(检测部位齿根圆) b.层深有效硬化层深法测至550hv1（或hrc52)处。允许齿根部位的有效硬化层深度 比节圆处小15%。
渗碳淬火质量检验规范 （ISO9001-2015） 1、目的 规范自制及委外产品渗淬质量测试的方法和依据，使得渗淬有所依循、保证检测的准确性、稳定性，从而使产品质量得到有效控制，确保本公司向客户提供满意的产品； 2、适用范围 适用于各类自制或委外产品的渗淬质量检控； 3、引用标准 (1)GB/T13299-91金属显微组织评定方法依据； (2)JB/T9211-1999中碳钢与中碳合金结构钢马氏体等级标准； (3)GBT25744-2010钢件渗淬回火金相检验标准； （4）GB/T9450-2005钢件渗淬硬化层深度的测定和校核依据； （5）GB/T11354-2005金相组织检验依据； 4、名词解释 (1)渗淬：渗碳淬火； （2）0收1退：同批次件抽检1件，如合格则整批次接受，不合格整批次退货；（3）试块：渗淬的随炉圆柱形试块，直径25mm*长度50mm,粗糙度Ra3.2； (4)心部硬度:在齿宽中部横截面上，轮齿中心线与齿根圆相交处的硬度； 5、验收项目及标准 渗淬零部件表面硬度、心部硬度、硬化层深、金相组织、表面质量、脱碳层深等；
5.1渗淬件表面质量的检验 1）为得到较为准确的检测结果，零件的检测部位均应进行表面打磨、去掉氧化皮等杂质（成品件或不允许表面打磨的零件检测时，先不进行表面打磨直接在零件不影响外观表面检测。若检测结果不合格时，则须进行破坏性打磨检测，若打磨后检测合格，则判定合格）； 2）每一零件原则上应至少检测三次，取其平均值作为评价结果。（第一针为测试针，零件较小或无法取多点除外）； 3）当热处理零件表面产生脱碳现象时，须将零件表面磨深0.5~2mm后再进行检测； 4）渗淬件不允许外观有任何磕碰、锈蚀、尤其是齿面不得磕碰、缺肉； 5.2硬化层深度检验 5.2.1金相法测量硬化层深度 金相检验层深法是指从边界观察其金相直至金相过渡区为界限，使用此种方法检验可以借助金相显微镜，钢件可以借助4%硝酸酒精腐蚀法； 1）显微镜放大倍数为100倍（用带刻度10倍的目镜与10倍的物镜），每小格的尺度为0.013mm； 2）低碳钢淬火试样要进行正火，磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀。渗层总层深=过共析+共析+亚共析的1/2处； 3）低碳合金钢淬火试样要进行等温退火（或渗碳后缓冷试样），磨抛后用4%硝酸酒精浸蚀； 4）渗层总层深=过共析+共析+亚共析（即测至心部组织不变处）； 5.2.2硬度法测量硬化层深度
金属零件的内在质量主要取决于材料和热处理。因热处理为特种工艺所赋予产品的质量特性往往又室补直观的内在质量，属于“内科”范畴，往往需要通过特殊的仪器(如：各种硬度计、金相显微镜、各种力学性能机)进行检测。在G B/T19000－ISO9000 系列标准中，要求对机械产品零部件在整个热处理过程中一切影响因素实施全面控制，反映原材料及热处理过程控制，质量检验及热处理作业条件(包括生产与检验设备、技术、管理、操作人员素质及管理水平)等各方面均要求控制，才干确保热处理质量。为此，为了提高我公司热处理产品质量，遵循热处理相关标准，按零件图纸要求严格执行，特制定本规范 本规范合用于零件加工部所有热处理加工零件。 通常是根据金属零件工作时所承受的载荷，计算出金属零件上的应力分布，考虑安全系数，提出对材料的强度要求，以强度要求，以强度与硬度的对应关系，确定零件热处理后应具有大硬度值。为此，硬度时金属零件热处理最重要的质量检验指标，不少零件还时惟一的技术要求。 1、常用硬度检验方法的标准如下： GB230 金属洛氏硬度试验方法GB231 金属布氏硬度试验方法 GB1818法 GB4342方法金属表面洛氏硬度试验方法 金属显微维氏硬度试验方法 GB4340 GB5030 金属维氏硬度试验方 金属小负荷维氏试验 2、待检件选取与检验原则如下： 为保证零件热处理后达到其图纸技术(或者工艺)要求，待检件选取应有代表性，通常从热处理后的零件中选取，能反映零件的工作部位或者零件的工作部位硬度 的其他部位，对每一个待检件的正时试验点数普通应不少于3 个点。 通常连续式加热炉(如网带炉) :应在连续生产的网带淬火入回火炉前、回火后 入料框前的网带上抽检3－5 件/时。且及时作检验记录。 同时，若发现硬度超差，应及时作检验记录。同时，若发现硬度越差，应及时进行工艺参数调整，且将前1 小时段的零件进行隔离处理(如返工、检)。 通常期式加炉(如井式炉、箱式炉)：应在淬火后、回火后均从料框的上、中、下部位抽检6－9 件/炉，且及时作检验记录。
中华人民共和国专业标准 QC/T 262—1999 代替ZB T04 001—88 汽车渗碳齿轮金相检验 1 主题内容与适用范围 1．1 本标准规定了汽车钢制渗碳齿轮金相组织，渗碳层有效层深度的含义及检测方法。 1．2 适用于渗碳淬硬层有效深度大于0.3mm的汽车齿轮。 1．3 用于齿轮在完成所有热处理工序后的质量检查。 2 引用标准 GB××××钢件渗碳淬硬层有效深度的测定 GB××××齿轮材料热处理后质量检查的一般规定 3 术语 3．1 表面硬度 齿宽中部节圆附近表面的硬度。 3．2 心部硬度 在齿宽中部横截面上，轮齿中心线与齿根圆相交处的硬度（见示意图）。 3．3 渗碳淬硬层有效深度 从轮齿表面起，在9.81N（1kgf）载荷下测至550HV，也可在49.03N（5kgf）载荷下测至513HV处的垂直距离。
4 试样要求 4．1 在制备试样时，不得有因受热而导致组织改变的现象。 4．2 测定渗碳淬硬层有效深度时，被测表面应与硬度机的载物台平行。 5 技术要求 5．1 渗碳淬硬层有效深度，由产品图样规定，测试方法按GB××××《钢件渗碳 淬硬层有效深度的测定》的规定。至心部硬度降按GB××××《钢件渗碳淬硬层有 效深度的测定》的规定。 5．2 面层含碳量按GB××××《钢件渗碳淬硬层有效深度的测定》的规定。 5．3 碳化物 在放大400倍下检查，检查部位以齿顶角及工作面为准，按本标准中碳化物 级别图评定。常啮合齿轮1～5级合格，换档齿轮1～4级合格。 5．4 残余奥氏体及马氏体 在放大400倍下检查，检查部位以节圆附近表面及齿根处为准。按本标准中 残余奥氏体马氏体级别图分别评定，1～5级合格。 5．5 表面硬度为HRC～63，心部硬度由产品图样规定。 5．6 表层缺陷组织按GB××××《齿轮材料处理后质量检查的一般规定》 6 组织等级 6．1 碳化物等级根据其形态、数量、大小、分布情况确定，说明见表1。
重载齿轮渗碳质量检验标准 重载齿轮渗碳质量检验标准主要关注渗碳工序后的齿轮质量，以确保其满足重载应用的要求。 以下是对该标准的详细介绍： 1.渗碳层深度和有效硬化层深度：这两个指标是衡量渗碳质量的重要技术参数。渗碳层深度指的是从齿轮表面到渗碳层与未渗碳部分交界处的距离，而有效硬化层深度则是指从齿轮表面到硬化层与心部交界处的距离。这两个指标都需要通过金相检测等方法进行准确测量，以确保齿轮的耐磨性和承载能力。 2.表面碳含量和组织：渗碳过程中需要控制齿轮表面的碳含量，以获得理想的组织结构和性能。表面碳含量过高或过低都会导致齿轮性能下降，因此需要通过化学分析等方法进行准确控制。同时，组织中的碳化物形态、分布以及残留奥氏体的含量等也需要符合标准要求，以确保齿轮的强度和韧性。 3.表层硬度梯度：渗碳后齿轮的表层硬度梯度应平缓且连续，避免出现硬度突变的情况。这可以通过硬度测试等方法进行检测，以确保齿轮在使用过程中能够承受较大的载荷和冲击。 4.变形量：渗碳过程中由于热胀冷缩等因素，齿轮可能会产生一定的变形。因此，需要对变形量进行控制，以确保齿轮的精度和装配性能。变形量可以通过测量齿轮的尺寸和形状等参数进行评估。 5.内部缺陷：渗碳过程中可能会产生一些内部缺陷，如裂纹、气孔等。这些缺陷会严重影响齿轮的性能和使用寿命，因此需要通过无损检测等方法进行排查和剔除。 总之，重载齿轮渗碳质量检验标准涵盖了多个方面的指标和要求，旨在确保渗碳后的齿轮具有优异的耐磨性、承载能力、强度和韧性等性能，以满足重载应用的需求。 在实际应用中，需要根据具体的产品要求和工艺条件制定相应的检验标准，并严格执行以确保产品质量。
渗碳钢制轴承零件热处理技术条件 1 范围 本标准规定了渗碳钢制轴承零件热处理质量要求。适用于渗碳钢制轴承零件热处理质量检验，对有特殊要求的轴承零件，应按产品图样核有关技术条件规定执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方，研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 JB/T.8881 渗碳钢滚动轴承零件热处理技术条件 3 渗碳热处理质量要求 3.1 渗碳质量要求 3.1.1 退火质量要求 轴承零件的锻件退火后，其硬度不大于229HB，即压痕直径不小于4.0mm，G20Cr2Ni4（A）制锻件硬度不大于241HB，即压痕直径不小于3.9mm，其显微组织和脱碳层深度不检查。 （2）、渗碳钢锻件热处理技术要求 3.1.2 成品轴承零件及滚动体的有效硬化层深度按表1规定执行。 同型号轴承内外圈的有效硬化层深度相同，且以外圈有效厚度为准。
3.1.3 套圈和滚子渗碳过程或渗碳试样有效硬化层深度要求 对于车加工后的产品渗碳层深度必须参照成品轴承套圈及滚动体的有效硬化层深度，结合车工图中规定的留量进行考虑，保证产品在磨削后硬化层深度达到标准要求。 3.1.4 粗大碳化物、网状碳化物及其允许深度 碳化物的平均尺寸不小于6μ为粗大碳化物，粗大碳化物控制应力求少量、细小、分散，渗碳检验试样粗大碳化物、网状碳化物允许深度不允许超过单边留量的三分之二。 成品轴承零件工件表面残留的粗大碳化物应根据其大小、数量和分布，按JB/T8881的第一级别图评定，第1~2级为合格，对有效硬化层深度≥2.5mm的深层渗碳第3级也合格，成品轴承零件表面的网状碳化物应根据其碳化物网大小和封闭程度按JB/T8881的第二级别图评定，第1~3级为合格。 3.1.5 套圈、滚子和渗碳过程试样及成品表面含碳量规定 套圈渗碳的过程试样，其表面渗碳层深度不大于0.4mm处，含碳量为1.2~1.45%，滚子渗碳的过程试样，其表面渗碳层深度不大于0.2mm处，含碳量为1.10~1.30%，其半成品套圈直径≤100mm和滚子检查每批一件，特殊情况下允许用试样代替。
热处理中渗碳的作用 热处理是一种通过加热和冷却来改变材料性质的工艺，其中渗碳是一 种常用的热处理方法。渗碳可以在钢材表面形成一层高碳化合物，从 而提高钢材的硬度和耐磨性。本文将详细介绍渗碳在热处理中的作用。 一、渗碳的定义 渗碳是指将含有低碳量的钢件浸泡在含有高碳量的介质中，使得钢件 表面形成一层高碳化合物。这种方法可以大大提高钢件的硬度和耐磨性，从而增强其机械性能。 二、渗碳的原理 在渗碳过程中，钢件被置于含有高碳量物质（如气体、液体或固体）中，并经过加热处理。在加热过程中，含有高碳量物质会向钢件表面 扩散，并与钢件表面上的低碳铁元素结合形成高碳化合物。这些化合 物具有很高的硬度和耐磨性，从而提高了钢件表面的机械性能。 三、渗碳方法 1. 固体渗碳
固体渗碳是指将含有高碳量的固体物质（如炭化物）置于钢件表面，并在高温下进行加热处理。在加热过程中，高碳物质会扩散到钢件表面并与低碳铁元素结合形成高碳化合物。这种方法适用于大型工件的生产，但需要较长的时间和较高的温度。 2. 液体渗碳 液体渗碳是指将含有高碳量的液体置于钢件表面，并在高温下进行加热处理。在加热过程中，液体中的高碳物质会扩散到钢件表面并与低碳铁元素结合形成高碳化合物。这种方法适用于小型工件的生产，但需要较长的时间和较高的温度。 3. 气体渗碳 气体渗碳是指将含有高浓度气体（如一氧化碳）置于钢件表面，并在高温下进行加热处理。在加热过程中，气体中的高浓度一氧化碳会扩散到钢件表面并与低碳铁元素结合形成高碳化合物。这种方法适用于大型工件的生产，但需要较长的时间和较高的温度。 四、渗碳的作用 1. 提高硬度
渗碳淬火常见缺陷 本文是多年从事渗碳淬火的一线工艺人员讲解：工艺流程，渗碳淬火常见缺陷，到积碳如何燃烧，如何定碳，以及炉子的日常保养等。。。 在热处理实际生产中，往往由于细节的忽略经常导致不良品的出现。因此热处理工作中要认真负责，将不良品岀现的几率降到最低。 实际生产中的热处理流程如下：来料检验（有无磕碰伤，铁屑，漏工序）一备料（热处理工艺卡，可以拼炉的产品）一一装料（选择正确的装料方式，主要是从变形方而考虑）——淸洗（需要刷涂料的刷涂料防渗，需要螺纹防渗的螺纹防渗）——预氧化（主要是为了使工件表而活化，提髙渗碳速度）——进加热炉（工艺一左要选择正确）一后淸洗——低温回火。当然随炉试样也要有的。 渗碳淬火常见工艺缺陷：内氧化（IGO），碳化物超标（游离状碳化物，网状碳化物），残余奥氏体超标，渗碳淬硬层中贝氏体数量（NMTP）超标，晶粒粗大，渗碳层淬火后微裂纹, 心部硬度和渗碳深度出现偏差。 内氧化：可控气氛渗破是建立在水煤气反应之上的，CO+H20一CO2+H2,英中C02, H20是有害气体，在高温下极易引起某些以固溶形式存在的合金元素的氧化，在氧化过程中，氧吸附于金属表面然后沿奥氏体晶界向内部扩散，引起晶界合金元素的氧化。形成内氧化的合金元素是从奥氏体化的固溶体中获得，英结果是靠近氧化物微粒的奥氏体基体中该合金元素减少，造成淬火后内氧化处形成非马组织，降低了工件表面的残余压应力，因此在生产中要避免内氧化的产生。 1. 工件进炉前不能有油，水，锈斑。 2. 合理装炉，保证炉温恢复快，炉气恢复要快，减轻升温阶段内氧化的产生。 3. 严格控制渗碳辅料的质量。 4. 提高淬火温度和淬火冷却介质冷速减轻非马的产生。 5. 渗碳淬火前10-30min通入5-10%NH3也可减缓非马的产生 碳化物：碳化物产生主要是由于渗碳碳势高，扩散不好，降温淬火时，在尖角和齿顶部位容易析岀网状和断续网状磯化物。一旦析出网状碳化物返工也很难消除，因此工艺上一泄要引起注意。 残余奥氏体：残余奥氏体虽然被碳饱和，但硬度很软，当与9氏体共存时，会造成渗层硬度的降低。残奥对渗碳淬火齿轮使用性能的影响在一些局部一宜存在学术上的争论。 1. 残奥造成表而硬度下降。 2. 残奥对表而残余压应力状态有影响，残奥越高，压应力越低。
渗碳处理技术 渗碳硬化乃表面硬化法之一种，属於化学表面硬化法。渗碳者先於钢之表面產生初生态之碳，而后使之渗入钢之表面层，逐渐扩散入内部。初生态之碳乃由CO或CH4等气体分解而得。CO之来源或由含有CO之气体得之，或由固体渗碳剂之反应而產生於渗碳容器内，或者由含有氰化物之盐浴得之。初生态之碳由钢之表面扩散入内部时，钢之温度须增高至沃斯田铁化温层范围内，使初生态之碳埂於扩散，盖沃斯田铁可溶解较多之〞C〞而肥粒铁则溶解力极小，故渗碳温度必须在Ac3要以上之温度。以便渗碳作用得以进行。再配合各种热处理法，使得钢之去面生成高碳硬化心部低碳之低硬度层。使处理供具有表面硬而耐磨，心部韧而耐衝击之性质。 一、渗碳处理之种类与特点： （一）渗碳法之种类 渗碳法按使用之渗碳剂而可分為如下三大类： （1）固体渗碳法：以木炭為主剂的渗碳法。 （2）液体渗碳法：以氰化钠（NaCN）為主剂之渗碳法。 （3）气体渗碳法：以天然气、丙烷、丁烷等气体為主剂的渗碳法。 （二）渗碳法之比较 （1）固体渗碳法 长处： （a）设备费便宜，操作简单，不需高度技术。 （b）加热用热源，可用电气、瓦斯、燃料油。 （c）大小工件均适，尤其对大形或需原渗碳层者有利。 （d）适合多种少量生產。 短处： （a）渗碳深度及表面碳浓度不易正确调节，有过剩渗碳的倾向。处理件变形大。 （b）渗碳终了时，不易直接淬火，需再加热。 （c）作业环境不良，作业人员多。 （2）液体渗碳法 长处： （a）适中小量生產。设备费便宜。不需高度技术。 （b）容易均热、急速加热，可直接淬火。 （c）适小件、薄渗碳层处理件。
（d）渗碳均匀，表面光辉状态。 短处： （a）不适於大形处理件的深渗碳。 （b）盐浴组成易变动，管理上麻烦。 （c）有毒、排气或公害问题应有对策。 （d）处理后，表面附著盐类不易洗净，易生锈。 （e）难以防止渗碳。有喷溅危险。 （3）气体渗碳法 长处： （a）适於大量生產。 （b）表面碳浓度可以调节。 （c）瓦斯流量、温度、时间容易自动化，容易管理。 短处： （a）设备费昂贵。 （b）处理量少时成本高。 （c）需要专门作业知识。 二、固体渗碳法： 将表面渗碳钢作成的工件，连同渗碳剂装入渗碳箱而密闭，装入加热炉，加热成沃斯田铁状态，使碳从钢表面侵入而扩散，处理一定时间后，连同渗碳箱冷却，只取出渗碳处理工件，进行一次淬火、二次淬火、施行回火。 此固体渗碳在渗碳法中歷史最老，不适於连续处理大量工件，作业环境不良，已有衰退倾向，不过炉及其他设备也较简单，多种少量的处理也较方便，不至於完全绝跡。 固体渗碳的渗碳机构以气体渗碳為基础，亦即箱内的固体渗碳剂与箱内空气中的氧反应，成為二氧化碳（CO2），CO2再与碳反应，生成一氧化碳（CO）。 C + O2 = CO2 （1） C + CO2 = 2 CO （2） CO在钢表面分解，析出碳〔C〕。 2 CO =〔C〕+ CO2 （3） 〔C〕异於普通的碳，此种在钢表面分解的原子状碳（atomic Carbon）即称為活性碳或初生态碳（nascent Carbon）的活性强的碳，本讲义表成〔C〕；另一方面，钢材表面副生的CO2再在固体渗碳剂表面依（2）式生成CO，依（3）式分解而析出〔C〕，此反应连续反覆进行，碳从钢材表面侵入扩散，而渗碳。 前述反应与铁（Fe）组合成渗碳反应。
7-8 钢的碳氮共渗层金相检验 钢的碳氮共渗就是在钢件表层同时渗入碳、氮的热处理过程。根据共渗的温度不同，可分为低温（500~600℃）、中温（700~860℃）、高温(900~950℃)。低温碳氮共渗即目前广为应用的软氮化，其表层主要以渗氮为主，属于渗氮处理，用以提高碳钢、合金钢、铸铁等零件及工模具的表面耐磨性和抗咬合性。中温碳氮共渗，也是通常所说的碳氮共渗，其目的与渗碳相似，主要是提高结构钢零件的表面硬度，它与渗碳相比，将使零件具有更好的耐磨性和抗疲劳性能。高温碳氮共渗是渗碳为主，属于渗碳处理。 一、碳氮共渗的组织 凡是渗碳用钢均可以碳氮共渗。共渗后的热处理基本上与渗碳相同。碳氮共渗缓冷的组织，最表层在碳氮浓度较高时会有一层极薄的白亮层，类似于渗氮处理ε相的白色富氮区，次表层为共析珠光体，再往内部是亚共析过渡层，从出现铁素体起逐渐过渡到心部原始组织。 碳氮共渗后淬火，共渗层组织为细针（或隐针）马氏体+适量碳氮化合物+少量残余奥氏体组织，渗层再向内是马氏体+托氏体组织的过渡区，心部是白色的铁素体+低碳马氏体组织。 二、碳氮共渗的缺陷组织实例 1. 黑色组织 黑色组织形成的因素较多，主要是内氧化和渗层表面淬透性降低的原因。 所谓内氧化，是碳氮共渗时，钢中合金元素及铁原子被氧化的结果，这种缺陷分布在表面深度不大的范围内。这种氧化物沿着原奥氏体晶界分布。 图7-14为20CrMnTi钢，碳氮共渗直接淬火，在抛光态，未经侵蚀，在400倍下的情况。这是比较严重的内氧化组织。出现严重内氧化组织与炉子的密封性有很大关系。共渗炉中的氧气来不及排清，或工件表面沿晶界有锈蚀，都会造成内氧化现象。因为内氧化会自表面沿晶界往里扩展，因此工件表面的清洁度也是至关重要的。 由于化合物的析出，使渗层中固溶的合金元素减少，过冷奥氏体稳定性降低，在正常淬火时发生珠光体型的转变，生成托氏体组织沿原奥氏体晶界呈网状分布。