毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织和硬度的影响

正火对渗炭淬火质量的影响正火对渗碳齿轮畸变的影响主要是由切削加工后的残余应力，通过钢件正火后的显微组织和力学性能引发的。

分布均匀的F+P显微组织，较低强度与较大脆性的力学性能以及很小的残余应力可以减小齿轮无规律的热处理畸变。

为此，正火的加热温度要高，一般为Ac3+80~150°，奥氏体晶粒较大（主要是为了增加脆性），正火冷却需采用两段冷却和控制冷却的等温处理工艺，使F+P的转变在很小的温度范围或同一温度下进行，如图正火对切削加工的影响：渗碳齿轮毛坯正火的主要目的是提高钢件的切削加工性能，它要求钢件的强度低（刀刃容易插入）且脆性较大（容易断削和减小加工硬化率），并要求显微组织为加工硬化率小，淬火后体积胀大规律稳定的F+P,而不允许有M和贝氏体(B)，尤其是低碳低合金钢中的粒贝，因硬度并不太高，光学显微镜的形状与P相似，不易被人们发现，而其中的M/A岛，加工硬化率高，既容易打刀，又会使切削残余应力增大，而使齿轮热处理畸变增大。

显微组织为F+P，硬度低而塑性高的低碳钢切削加工切削流出时切削与前刀面的相互滑动既在接触面上又转入较软的切削底层中，而发生塑性变形和加工硬化，切削与底层金属的等硬度线如图切削面上的硬度提高了近3倍，因为切削表层的塑性变形，其位错密度增高，空位增多，使其体积膨胀，因而产生内应力——残余应力。

对于汽车渗碳齿轮，为了提高钢件的切削性能，减小热处理畸变，三家国外汽车公司对齿轮毛坯的技术要求如图并且均采用等温正火或者利用锻件余热等温正火。

正火对齿轮用钢的影响：影响齿轮钢坯硬度和显微组织除了正火方法和工艺参数之外，化学成分尤其是淬透性也是重要的影响因素。

钢材成分偏析和带状组织严重，会使正火后齿轮毛坯切削性能恶化，齿轮各部位淬透性不一以及淬火体积变化不均，从而造成齿轮热处理畸变增大，对此，齿轮钢的成分偏析和带状组织也有严格要求。

正火与锻造以及渗碳淬火：由粗大奥氏体晶粒形成非稳定组织的低碳低合金钢有组织遗传性，渗碳齿轮钢锻造时，因高温加热，变形度不均和终锻温度较高，因而奥氏体晶粒比较粗大而不均匀。

正火对渗炭淬火质量的影响引言：正火是金属材料热处理的一种常用方法，通过正火可以改善材料的机械性能和工艺性能。

而渗碳淬火是一种先将低碳钢与碳质材料一起加热，使碳原子渗入低碳钢表面形成一定厚度的高碳表层，然后在高温下进行正火淬火。

正火对渗碳淬火质量具有重要的影响，下面将对其影响因素进行详细分析。

一、引入正火是将材料加热到高温，然后进行冷却的热处理方法。

在渗碳淬火过程中，正火可以起到调整碳元素分布和晶粒结构的作用，影响渗碳淬火层的质量。

下面将从以下几个方面分析正火对渗碳淬火质量的影响。

二、碳元素分布的调整渗碳淬火的目的是使得低碳钢的表层富含碳元素，从而提高硬度和耐磨性。

而在渗碳淬火后的正火过程中，会使得碳元素分布更加均匀，从而提高淬硬层的一致性和稳定性。

正火温度和时间的选择会直接影响到碳元素的分布情况。

正火温度过高或时间过长会使得碳元素在材料内部扩散过多，导致淬硬层脱碳，从而使得淬硬层的硬度降低。

而正火温度过低或时间过短，则会导致碳元素分布不均匀，浓度分布不合理，影响渗碳淬火层的质量。

因此，合理选择正火温度和时间是保证渗碳淬火质量的重要因素之一三、晶粒结构的调整渗碳淬火后，材料的晶粒结构会出现两种情况，即晶粒细化和晶粒长大。

渗碳淬火后的正火过程中，晶粒结构会得到进一步调整。

正火可以通过晶界扩散、晶界迁移和晶界消解等机制，调整晶粒的大小和形状。

较小的晶粒可以提高材料的强度和硬度，同时也可以提高渗碳淬火层的一致性。

因此，正火温度和时间的选择对晶粒结构的调整具有重要影响。

四、残余应力的消除在渗碳淬火中，材料经历变形和温度梯度的变化，会导致残余应力的产生。

正火可以通过热处理过程中的加热和冷却来调整材料的残余应力，并最终消除它们。

残余应力的存在会影响渗碳淬火层的质量，引起裂纹和变形等问题。

因此，正火的加热温度和冷却速率的选择对残余应力的消除具有重要意义。

五、冷却介质的选择正火的冷却介质是决定渗碳淬火质量的关键因素之一、冷却介质的选择取决于渗碳淬火层的厚度和要求，以及材料的性能要求。

等温正火对汽车齿轮渗碳淬火变形的影响摘要：汽车齿轮是汽车传动系统的重要组成部分，其性能直接影响着汽车的可靠性和使用寿命。

渗碳淬火是一种常用的齿轮热处理工艺，但其变形问题却一直困扰着汽车制造业。

本文研究了等温正火对汽车齿轮渗碳淬火变形的影响，并对相关问题进行了分析和探讨。

关键词：汽车齿轮、热处理、渗碳淬火、变形、等温正火正文：一、引言汽车齿轮是汽车传动系统的核心部件之一，直接影响着汽车的可靠性和使用寿命。

为了满足汽车的高速、重载等要求，齿轮通常需要经过热处理加工，其中渗碳淬火是最常用的齿轮热处理工艺之一。

然而，渗碳淬火不仅会使齿轮硬度提高，同时也会引起严重的变形问题。

为了解决这一问题，研究者们采用了等温正火技术来对其进行处理，并寻求在保证齿轮硬度的同时尽可能减少变形。

二、齿轮渗碳淬火变形问题在渗碳淬火过程中，齿轮会因为淬火速率的快速变化而产生大幅度的变形。

这些变形主要表现为轴向伸长和截面形变。

一方面，变形会导致齿轮运行时的噪声和振动等问题，降低了齿轮的使用寿命和安全性；另一方面，变形也会提高制造成本和加工难度，甚至会导致产品不合格。

三、等温正火的处理原理等温正火是一种热处理工艺，其处理过程中齿轮被先加热到高温区，然后在等温区停留一段时间，最后缓慢冷却。

等温区温度通常为850℃~900℃，等温时间根据齿轮材料、尺寸等因素而定。

等温正火的主要目的是通过消除齿轮的内部应力来减少变形。

四、等温正火的优缺点等温正火具有如下优点：①可以减少齿轮的变形，使齿轮更加稳定和可靠；②可以提高齿轮的耐磨性和疲劳性能；③可以改善齿轮表面的质量和光洁度。

然而，等温正火也存在如下缺点：①处理时间较长，费用较高；②对齿轮的材料和尺寸的要求较高；③无法处理一些特殊材料的齿轮。

五、等温正火在齿轮渗碳淬火中的应用由于等温正火对齿轮变形的减少效果显著，当前许多汽车制造厂商已经开始将其应用于齿轮渗碳淬火加工中。

例如，一些国外汽车厂商已经采用等温正火工艺生产了许多高性能齿轮，获得了很好的应用效果。

【学术论文】热处理温度对15Cr2Mo1钢显微组织和硬度的影响作者简介：王丽艳( 1987－) ，女，工程师，硕士，从事汽轮机材料技术研究与性能试验。

摘要:研究不同的热处理温度对 15Cr2Mo1 钢的显微组织和力学性能的影响，结果表明，随着热处理温度的升高，其硬度值先升高后降低，这归因于 15Cr2Mo1 钢中的层片状组织和奥氏体体积分数。

关键词: 15Cr2Mo1; 热处理; 显微组织; 硬度15Cr2Mo1 钢属于低碳低合金珠光体型耐热钢，广泛应用于电力、石化等领域［1－3］。

由于其具有较好的热强性和高温抗氧化性能，常用于制造加热炉管、压力容器等，工作温度在450～550℃［4－6］。

该钢常采用热轧正火+高温回火热处理工艺，组织为铁素体+层片状珠光体［7－8］。

这种层片珠光体属于亚稳组织，其表面积大，表面能高，所以在高温长期工作时，珠光体中的片状碳化物会自发转变为颗粒状，即造成珠光体球化［9－10］。

因此，本研究旨在通过分析不同热处理温度对15Cr2Mo1钢微观组织和力学性能的影响，为15Cr2Mo1钢的应用奠定理论基础。

1 实验材料及方法本实验所选用的15Cr2Mo1钢中C含量为0.12% ～ 0.18% ，Cr为2.00%～2.50%，Mo为0．90%～1.10%。

采用的热处理工艺是以1.63℃/s 的速度加热至980℃，保温30min奥氏体化后，再以1℃/s的速度冷却至不同温度，保温4h，保温温度分别为420℃，440℃，460℃，480℃，500℃，520℃，最后冷却至室温。

15Cr2Mo1 钢的显微组织观察所选用的设备是 Axiovert 40 MAT 型倒置光学显微镜和SUPＲA 55高能场发射扫描电子显微镜。

采用HB3000 型硬度计测试 15Cr2Mo1 钢维氏硬度，载荷为 300 g，时间为 15 s。

15Cr2Mo1 钢中奥氏体体积分数采用 Proto-LXＲD 应力分析仪测试。

浅谈渗碳热处理的控制与缺陷分析通常机械工件在完成机加工之后需要进行渗碳处理，来提高表面硬度、耐磨性能以及解除疲劳强度的等。

但是在实际的渗碳热处理过程中，常常会出现各种缺陷导致的最终的产品不能使用或者寿命降低。

本文主要针对渗碳热处理的控制以及缺陷进行了分析，对实际的渗碳热处理具有一定的指导意义。

材料为钢的机械零件为了得到较高的表面质量，一般都需要进行渗碳热处理，来提高零件表面的强度、硬度、接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

渗碳处理是将刚件放入到渗碳的介质中加热并保温一段时间，使碳原子能够渗入到刚件的表面，使的刚件表面的碳浓度增加。

渗碳属于金属表面处理的一种，对于低碳钢和低合金钢的应用较多；通过将活性渗碳介质和工件加热至900-1000℃的单相奥氏体，保温一定时间之后，碳原子进入到刚件的表层，但是钢件心部仍然保持原样。

1.渗碳热处理工艺1.1.渗碳热处理渗碳之后的钢件其表面的化学成分接近于高碳钢。

通常，钢件在渗碳之后要经过淬火处理，来达到高的表面硬度、耐磨性和疲劳强度，并实现钢件心部具有低碳钢淬火后的强韧性，使得钢件既具有非常好的表面质量优能承受冲击载荷。

渗碳工艺广泛的应用于航空航天、船舶海洋、汽车工业等行业。

1.2.渗碳热处理渗碳热处理按使用的渗碳剂可分为如下三大类：固体渗碳法：以木炭为主剂的渗碳法；体渗碳法：以氰化钠（NaCN）为主剂之渗碳法；气体渗碳法：以天然气、丙烷、丁烷等气体为主剂的渗碳法。

1.2.1.固体渗碳法先将处理工件去锈，以适当的间隔（20～25㎜以上）排列于渗碳箱中，周围填围渗碳剂，加盖以粘土封密装入电气炉。

加热保持一定时间。

在炉中经过所定后，在炉内慢慢冷却或者由炉中拖出空冷，后进行热处理。

渗碳钢的表面为高碳钢，心部为低碳钢，有必要施行适用各部份的硬化处理，一般进行一次淬火将心部组织微细化，其次进行二次淬火将渗碳层硬化，最后进行回火使硬化层的组织安定化。

但依钢材的种类及使用目的而有适当的热处理，镍铬钢、镍铬钼钢等的结晶粒粗大化少，未必要一次淬火，渗碳后实施球状化退火者已达一次淬火的目的，亦无此必要；一次淬火的淬火温度高，变形大，容易脆裂，要尽量避免；渗碳层浅的小工件通常省略一次淬火。

渗碳、等温正火常见质量问题及解决方案长春一汽嘉信热处理科技有限公司
渗碳常见质量问题及解决方案
1.层深厚
减少周期、降低渗碳温度、降低碳势。

有效硬化层深厚还要考虑材料淬透性高。

2.层深浅
增加周期、提高温度、提高碳势、有效硬化层深浅还要考虑材料淬透性低，还要考虑脱脂温度高。

3.碳化物超标
降低碳势、提高扩散温度、延长扩散时间、有时根据碳化物形态还要考虑提高淬火温度。

4.马氏体超标
原材料组织要合格、降低碳势、降低淬火温度、回火要从分、也可以采用二次加热淬火。

5.表面硬度低
一般零件可提高碳势、适当提高淬火温度、增加冷却效果，对于轴类零件还要考虑碳化物超标。

6.心部硬度高
降低淬火温度、提高油温、降低冷速，还要考虑材料淬透性高。

7.心部铁素体高、心部硬度低
提高淬火温度、提高冷速，还要考虑材料淬透性低。

8.变形大
降低加热温度和淬火温度、合理装载、降低冷速。

9.非马超标
适当提高碳势、减少空气供给量、还要关注介质的含水量或浓度、关注设备密封性。

10.渗层不均
提高零件入炉前表面清洁度、适当提高脱脂温度、合理装载，还要考虑材料组织均匀性和炉温及气氛均匀性。

等温正火常见质量问题及解决方案
1.硬度高
降低冷却速度、提高等温温度、延长等温时间、合理装载。

2.硬度低
提高冷却速度、降低等温温度、缩短等温时间、合理装载。

3.魏氏组织
降低加热温度、降低冷却速度，注意原始组织状态。

4.带状组织
加快冷却速度，注意原始组织状态。

等温正火温度对20CrMnTiH组织硬度的影响
王猛;崔京玉;陈明跃;王全礼
【期刊名称】《首钢科技》
【年(卷),期】2009(000)001
【摘要】通过实验室热处理，模拟了对齿轮钢20CrMnTiH的等温正火处理，分析了等温正火温度对组织和硬度的影响。

结果表明，在500～620oC的温度范围内，随着等温正火温度的降低，齿轮钢20CrMnTiH的珠光体团尺寸以及渗碳体片层间距减小、硬度升高，且在500～560oC的温度区间内等温正火，可以获得理想的切削硬度。

【总页数】4页(P13-16)
【作者】王猛;崔京玉;陈明跃;王全礼
【作者单位】技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TF762.3
【相关文献】
1.有色金属冶金——焊后多次正火对超细晶粒钢热影响区组织与硬度的影响 [J], 张贵锋;苗慧霞;张建勋;裴恰;肖克民;杨永兴;蒋汀华
2.正火温度对钢轨窄间隙自动电弧焊焊接接头硬度和组织的影响 [J], 车洪艳;蔡志鹏;屈岳波;和平安
3.毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织和硬度的影响 [J], 闫立涛
4.正火温度对QT500-7球墨铸铁硬度的影响 [J], 付建平
5.锻造温度对等温正火组织的影响 [J], 郝丰林;蒋勇
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