渗碳及碳氮共渗齿轮热处理质量检验综述

齿轮渗氮、氮碳共渗工艺及质量控制
齿轮渗氮是一种提高齿轮表面硬度和耐磨性的表面处理方法，可以通过在齿轮表面注入氮气，使其在表面形成氮化层。

齿轮渗氮的主要工艺包括气体渗氮和盐浴渗氮两种方法。

1. 气体渗氮工艺：气体渗氮是将齿轮置于渗氮炉中，通过加热至高温状态，然后通过氨气或氮气等气体进行渗透处理，使氮原子渗入齿轮表面形成氮化层。

这种工艺具有操作简单、渗透深度可控、成本较低等优点。

2. 盐浴渗氮工艺：盐浴渗氮是将齿轮浸入温度较高的盐浴溶液中进行处理，使盐浴溶液中的氮原子渗透到齿轮表面形成氮化层。

这种工艺渗透速度较快，渗透深度大，但操作复杂，成本较高。

质量控制是齿轮渗氮过程中非常重要的环节，主要包括以下几个方面：
1. 温度控制：温度是齿轮渗氮过程中的重要参数，需要控制在合适的范围内，以保证渗透效果和避免过热损坏齿轮。

2. 渗氮时间控制：渗氮时间是影响氮化层深度和均匀性的重要因素，需要根据齿轮的具体要求和设计要求来确定。

3. 渗氮介质控制：选择合适的渗氮介质对于渗透效果和氮化层质量都有重要影
响，需要根据具体情况进行选择。

4. 清洗和处理后的质量检验：渗氮后需要对齿轮进行清洗和处理，以去除表面的残留物，然后进行质量检验，包括硬度测试、金相分析、氮化层厚度测量等。

通过合理的工艺选择和质量控制，可以确保齿轮渗氮的效果和质量，提高齿轮的使用寿命和性能。

渗碳及碳氮共渗齿轮热处理质量检验综述作者：赵美惠来源：《科技创新导报》2011年第17期摘要;齿轮的热处理质量直接关系到齿轮的使用寿命,而齿轮的热处理工艺通常有二种:渗碳及碳氮共渗,通用对层深、硬度及金相组织的检测,可以很好的控制齿轮的热处理质量。

关键词:金相法硬度法硬度碳化物中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(b)-0091-01齿轮是汽车结构中的重要基础部件,齿轮质量的优劣,直接影响着汽车产品的性能和使用寿命。

影响汽车齿轮使用寿命的因素很多,除设计、选材、冷加工及使用条件外、齿轮的热处理质量起着重要的作用。

渗碳及碳氮共渗齿轮热处理质量的好坏是通过有效硬化层深度、硬度及金相组织来鉴别的,因此必须对齿轮热处理后的质量进行准确的检验及严格的控制。

1 检验与控制1.1 渗碳及碳氮共渗层深(1)金相法测层深在1987年以前,国内对渗碳及碳氮共渗件层深的检验多采用“金相法”,各生产厂家根据本厂的生产特点及产品的使用情况,制定各自不同的检验标准和技术要求。

用金相法检测层深,必须是在平衡的组织状态下进行,即零件必须进行等温退火处理,再进行检验。

渗层深度包括过共析层、共析层及全部过渡区域,即由表面起到心部组织为止的总深度。

共析层深度系指由表面起至出现显著的铁素体为止的深度。

表面层含碳量应大于0.8%。

渗碳层中过共析和共析层深度应为渗碳层总深度的50%～75%。

用金相法检测层深最大的问题是:它是一种间接的测量方法,不能直接反映零件的使用性能。

如果渗碳层深度合格而淬火组织不合格,用金相法测层深是无法检测到的。

(2)硬度法测层深随着汽车产业的发展,检测标准与国际国准的接轨日趋重要,1988年我国等效采用了ISO2639《钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核》而制定了国家标准GB/T9450《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核》,即开始使用“硬度法”对渗碳淬火件进行“有效硬化层深度”的检测。

金相法测量渗碳(碳氮共渗)齿轮的有效硬化层深度常州齿轮厂(213001)陈秋明张永年汽车、拖拉机齿轮大多采用渗碳或碳氮共渗淬火的表面热处理，以提高齿轮的耐磨、抗疲劳强度等性能。

国内汽车、拖拉机齿轮制造行业对此类齿轮的检验，过去一直采用金相法测量渗层深度。

随着与国际标准的接轨，我国新制订的国家标准ZBT04001-88及QCn29018-91中明确规定应采用显微硬度法测量渗层的有效硬化层深度。

勿用置疑有效硬化层深度更能代表齿轮渗碳(碳氮共渗)淬火处理后的综合机械性能，但国内大多数齿轮生产厂家由于老标准应用的时间较长，已形成了习惯，对新的标准还不完全适应；另有少数工厂不具备检测有效硬化层深度的条件。

在生产过程中的炉前试块检验，用金相法测量渗层深度与有效硬化层深度有明显的差异，用有效硬化层测量深度对试样的要求高，且检验周期长，不适合炉前快速检验，那么我们是否可找出一种既简便、又与有效硬化层深度有对应关系的金相测量方法呢?针对此问题，我厂进行了大量对比实验，实验证明可采用测量50%铁素体处距表面的距离来确定有效硬化层深度。

1测量方法的制订有效硬化层深度的定义是从零件表面到维氏硬度值为550HV处的垂直距离。

从定义中我们知道，有效硬化层深度取决于渗层中的硬度分布，而硬度分布是与渗层中各处的含碳量密切相关的。

我们从齿轮渗碳(碳氮共渗)热处理工艺特点考虑，在正常淬火的条件下渗层淬火组织应为马氏体，渗层中各处的硬度取决于原材料的淬透性和碳浓度分布。

当材料一定时，对应于550HV处的含碳量也应该是一定的。

我厂渗碳(碳氮共渗)齿轮所用材料为20CrMo或20CrMnTi，经渗碳(碳氮共渗)之后，对应于550HV处的碳浓度约为0.35%～0.40%，从理论上讲，相对应的平衡组织中铁素体与珠光体的比例是一定的，铁素体大约占50%～56%，在金相检验中，50%铁素体比较容易区分，故我们试用金相法，测量50%～56%铁素体处至表面的距离定为有效硬化层深度。

渗氮渗碳碳氮共渗碳氮共渗是一种常见的表面处理技术，通过渗碳和渗氮来改善材料的硬度和耐磨性。

本文将对渗氮、渗碳和碳氮共渗的原理、应用和工艺进行详细介绍。

一、渗氮渗氮是将氮原子渗入材料表面形成氮化物层的过程。

氮原子通过高温处理和氮气氛的作用，渗透到材料表面并与材料中的元素反应，形成硬质氮化物层。

这一薄层氮化物层不仅能提高材料的硬度和抗磨损性能，还能改善材料的耐腐蚀性。

渗氮的主要应用领域包括机械制造、汽车工业、航空航天等。

在机械制造中，渗氮可以增加零件的硬度和耐磨性，延长使用寿命；在汽车工业中，渗氮可以提高引擎零件的耐磨性和抗腐蚀性能；在航空航天领域，渗氮可以增强航空发动机部件的耐高温和耐磨性能。

渗氮的工艺流程一般包括清洗件表面、装配件和炉内预处理、渗氮和回火处理等步骤。

渗氮一般采用封闭式和开放式两种方式进行，根据具体应用需求可以选择合适的渗氮工艺。

二、渗碳渗碳是将碳原子渗入材料表面形成碳化物层的过程。

碳原子通过高温处理和含有碳气体的氛围，渗透到材料表面并在表面与材料中的元素反应，形成硬质碳化物层。

渗碳技术不仅能提升材料的硬度和耐磨性，还可以改善材料的断裂韧性和抗腐蚀性。

渗碳广泛应用于机械零件、钢铁制品等领域。

渗碳后的材料表面硬度高、耐磨性好，适用于制作耐磨零件，如轴承、齿轮等；同时碳化层的外表面与空气隔绝，降低了材料的腐蚀速率，提高了零件的使用寿命。

渗碳的工艺流程包括预处理、渗碳、淬火和回火等。

渗碳一般采用气体渗碳和液体渗碳两种方式进行，具体工艺参数可以根据材料的要求进行选择。

三、碳氮共渗碳氮共渗是将碳原子和氮原子同时渗入材料表面形成碳氮共渗层的过程。

碳氮共渗通过碳氮共渗剂和高温处理，使碳原子和氮原子分别与材料中的元素发生反应，形成硬质碳氮化物层。

碳氮共渗能够同时获得渗碳和渗氮的特性，提高材料的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。

碳氮共渗广泛应用于汽车工业、航空航天等领域。

在汽车工业中，碳氮共渗可以提高零部件的硬度和耐磨性，同时还可以提高零部件的抗磨损能力和抗腐蚀性；在航空航天领域，碳氮共渗可以增强发动机部件的抗高温性能和抗腐蚀能力。

烧结铁基材料渗碳或碳氮共渗层深度的测定及其验证-回复烧结铁基材料的渗碳或碳氮共渗层深度的测定及其验证是研究领域中的一个重要问题。

渗碳或碳氮共渗处理是一种将碳和氮等元素渗入铁基材料表面以增强其表面性能的工艺。

本文将一步一步回答这个问题。

第一步：测定渗碳或碳氮共渗层深度的方法有很多方法可以用来测定渗碳或碳氮共渗层的深度。

以下是一些常见的方法：1. 金相显微镜（Metallographic microscopy）：这是一种通过显微镜观察样品切面的方法。

首先，样品需经过磨削、抛光等处理，然后在显微镜下观察样品切面，通过比较渗层与基体的差异来确定渗层深度。

2. X射线衍射（X-ray diffraction）：X射线衍射可以通过测量衍射谱来确定渗碳层的厚度。

这种方法基于不同晶面的衍射强度与晶面间距之间的关系，利用衍射线的宽度，可以计算出渗碳层的深度。

3. 扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）：SEM可以通过观察样品表面的形貌来分析渗碳或碳氮共渗层。

由于SEM具有高分辨率的特点，可以清晰地观察到渗碳层与基体之间的界面，从而推测出渗碳层的深度。

4. 电子探针微区分析（Electron Probe Micro Analyzer，EPMA）：EPMA 是一种通过扫描电子显微镜结合能谱仪来进行元素分析的方法。

通过在样品上进行能量分散分析，可以确定不同元素的分布情况，进而确定渗碳层的深度。

这些方法各有优缺点，并在实际应用中常常结合使用，以提高测量结果的准确性和可靠性。

第二步：验证渗碳或碳氮共渗层深度的方法验证渗碳或碳氮共渗层深度的方法主要采用金属lography、X射线衍射和物理性能测试等方法。

1. 金属lography方法：可以通过显微镜对渗碳或碳氮共渗样品的切面进行观察，利用金相显微镜观察渗碳或碳氮共渗层的形态、连续性和厚度，并与预定渗层深度进行比较，以验证渗碳或碳氮共渗层的深度。

烧结铁基材料渗碳或碳氮共渗层深度的测定及其验证一、引言烧结铁基材料是一种重要的工程材料，其性能与渗碳或碳氮共渗层的深度密切相关。

准确测定和验证渗碳或碳氮共渗层的深度对于材料性能的改进和优化非常重要。

二、渗层深度测定方法1.金相显微镜法使用金相显微镜对材料进行观察，通过观察渗碳或碳氮共渗层的深度来测定渗层的深度。

2.扫描电镜-能谱分析法利用扫描电镜对材料进行高分辨率的观察，并通过能谱分析来确定渗碳或碳氮共渗层的深度。

3.硬度测试法通过对材料硬度进行测试，分析硬度的变化来确定渗碳或碳氮共渗层的深度。

4.腐蚀试验法将材料进行腐蚀试验，通过观察渗碳或碳氮共渗层在腐蚀后的深度变化来确定渗层的深度。

5.金相显微镜和扫描电镜相结合法通过金相显微镜和扫描电镜相结合的方法来测定渗碳或碳氮共渗层的深度，结合两种方法的优势来提高测定的精度。

6.综合测定法结合以上多种方法进行综合测定，以获得更加准确和可靠的渗层深度数据。

三、渗层深度的验证方法1.金相组织观察观察渗层处的组织结构是否符合渗碳或碳氮共渗的特征，以验证渗层的深度。

2.硬度测试验证通过硬度测试来验证渗层处硬度的变化是否与渗碳或碳氮共渗的预期变化一致，从而验证渗层的深度。

3.电子探针分析利用电子探针对渗层处的元素进行分析，以验证渗层的深度和渗层元素的分布情况。

四、结论通过以上测定和验证方法，能够准确测定和验证烧结铁基材料的渗碳或碳氮共渗层的深度，为材料性能的优化和改进提供了可靠的数据支持。

希望以上研究成果能够为相关工程领域的研究和应用提供参考。

五、应用领域烧结铁基材料的渗碳或碳氮共渗层深度的测定和验证在许多工程领域具有重要的应用价值。

在汽车制造领域，烧结铁基材料被广泛应用于引擎零部件和制动系统。

准确测定和验证渗层深度可以确保这些零部件具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，提高汽车的性能和安全性。

在航空航天领域，烧结铁基材料常用于制造飞机发动机和涡轮机零部件。

通过测定和验证渗层深度，可以提高这些零部件的耐高温和高压能力，确保航空器的安全飞行。

碳氮共渗和渗碳
碳氮共渗和渗碳是热处理中常见的两种工艺。

这两种工艺都是为
了在金属材料表面形成一层淬火硬化层，提高材料的硬度和耐磨性。

下面将介绍这两种工艺的基本原理和应用。

碳氮共渗是指同时在金属材料表面扩散一定浓度的碳和氮原子。

在热处理过程中，一定温度下将金属件浸入含有碳和氮的混合气体中，使得碳和氮原子渗入金属表面，与金属原子共同形成一层淬火硬化层。

这种工艺适用于低碳合金钢、工具钢等材料的淬火处理，可以提高材
料的硬度和耐磨性，延长材料的使用寿命。

渗碳是指在金属材料表面扩散一定浓度的碳原子。

在热处理过程中，将金属件浸入含有碳的气体中，使得碳原子渗入金属表面形成一
层淬火硬化层。

渗碳工艺适用于低碳合金钢、铬钼钢等材料的淬火处理。

与碳氮共渗相比，渗碳工艺更加经济实惠，但硬化层的厚度相对
较薄，且耐热性能较差。

在实际应用中，选择碳氮共渗或渗碳工艺需要考虑许多因素，例
如金属种类、加工要求、环境污染等。

因此，发展新型热处理工艺和
选择可持续发展的材料成为了热处理技术研究的重要方向。

总的来说，碳氮共渗和渗碳是热处理工艺中常用的两种硬化工艺，适用范围较广。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的工艺，
并注重环境保护，推动热处理技术的可持续发展。

渗碳零件的质量检验及缺陷预防渗碳化学热处理工艺是通过改变零件表面化学成分及显微组织，使得零件表面具有高硬度、高耐磨性、高接触疲劳强度，心部应具有良好的综合力学性能。

文章结合渗碳零件宏观质量检验及微观质量检验的基本内容，论述了渗碳零件的热处理缺陷产生的原因及不同缺陷的解决措施。

标签：渗碳零件；质量检验；解决措施1 概述在现代工业中，齿轮、凸轮及其他磨损件承受了一定的摩擦力、交变弯曲应力、接触疲劳应力、一定的冲击力。

失效形式有过量磨损，表面剥落、断裂等。

所以要求表面具有高硬度、高的接触疲劳抗力和良好的耐磨性，而心部有一定的塑韧性[1]。

通过改变这些零件表面化学成分及显微组织的渗碳、渗氮、渗硼等化学热处理工艺，使得零件表面具有高硬度、高耐磨性、高接触疲劳，心部应具有良好的综合力学性能[2]。

渗碳钢碳含量为0.12%～0.25%（质量），锰、铬、镍的作用是提高渗碳钢的淬透性，淬火时心部能获得大量的板条马氏体组织。

钛、钒、钨、钼等能细化晶粒。

锰、铬、镍等元素还能改善渗碳层性能。

渗碳层性能有表层含碳量、表层浓度梯度和渗碳层深度。

表层含碳量0.80%～1.05%（质量分数），碳的浓度梯度宜平缓过渡，以免性能变化太大，增大内应力。

铬、锰、钼有利于渗碳层增厚，而钛、钒减小渗碳层厚度。

镍、硅等元素不利于渗碳层增厚，一般渗碳钢中不用硅合金化。

钢中碳化物形成元素含量过高，在渗碳层中产生块状碳化物，造成表面脆性，所以碳化物和非碳化物形成元素含量要适当。

渗碳零件由于表面化学成分及显微组织都发生变化，加之要进行淬火及回火热处理工艺，所以常产生热处理缺陷，降低零件的弯曲强度、疲劳强度及耐磨性能。

因此，加强渗碳零件的质量检验及缺陷预防，对于提高力学性能、延长产品寿命、节约材料、促进可持续发展具有实际意义[3]。

2 渗碳零件的质量检验内容2.1 渗碳零件的外观及硬度检验渗碳零件的外观检验属于宏观检验方法，主要有渗碳零件表面的无氧化检验、锈蚀检验、剥落检验、机械碰伤检验、表面裂纹检验等。

齿轮材料及热处理质量检验的一般规定齿轮材料及热处理质量检验要求（一）（GB/T8539-2000）4齿轮材料及热处理质量检验要求4.1一般原则不同材料、不同热处理工艺所得到的σHlim(接触疲劳极限)、σFlim（弯曲疲劳极限）和σFE（σFE=σFlim·Y ST）见图1～图14。

图中的各材料质量等级的定义为：ML表示对齿轮加工过程中材料质量及热处理工艺的一般要求；MQ表示对有经验的制造者在一般成本下可以达到要求的等级；ME表示必须具有高可靠度制造过程控制才能达到的等级；MX表示对淬透性及金相组织有特殊考虑的调质合金钢的质量要求。

4.2齿轮材料及热处理检验要求本条所列要求已经过实际应用验证，作为推荐性文件提出。

根据各自的经验或需要，齿轮制造厂家也可采用其他的方法或数据。

但应由齿轮供需双方对细节达成协议，尤其是大型齿轮的场合。

4.2.1铸钢、结构钢（图1、图2）由于这些钢材无一定化学成分要求，冶练方法也不明确，因此MQ线位于强度下限（ML，即MQ=ML）。

该类结构钢只用于轻载齿轮和次要齿轮。

当钢材生产可达到高档要求或经过实际验证时，亦可采用ME线数据。

4.2.2黑心可锻铸铁（图3、图4）这类材料通常用于小型轻载齿轮。

热处理工艺控制得当时，可提高材料性能。

从可靠性考虑，MQ线位于下限（ML），若经过实用验证，也可采用ME线数据。

4.2.3其他材料（图5～图14）其他材料的质量及热处理检验要求列于表1～表6。

表1铸铁材料（灰口及球墨铸）（图3、图4）序号项目灰口铸铁球墨铸铁ML MQ ME ML MQ ME1 化学成分不检验100%检验提交铸造合格证100%检验提交铸造合格证2 冶炼不规定电炉或相当设备不检验电炉或相当设备3 力学性能只提供HB值要求σb或HB，针对同炉号独立的试样做检验报告不规定检验σs(σ0.2)，σb,δ5，φ(代表性试样)靠近实际轮齿部位检验HB4 石墨形态规定但不必检验只担供HB值限制基体组织规定位不必检验铁素体含量≤5%不检验5 焊补在轮齿部位不允许焊补，其他部位只能在认可工艺下进行，焊补后应进行去应力退火处理不允许焊补6 去应力退火不规定推荐500～530℃，对于灰口合金铸铁530～560℃保温适当时间不规定推荐500～560℃保温适当时间7 内部缩孔（裂纹）不检验检验气孔、裂纹、砂眼，限制缺陷为检验检验气孔、裂纹、砂眼，限制缺陷8 表面裂纹不检验着色渗透探伤不检验不允许有裂纹，100%经磁粉或着色渗透探伤，大批量产表2非表面硬化调质钢（铸件）（图6、图8）表3非表面硬化调质钢（锻件或轧材）（图5、图7）表4表面硬化调质钢——经火焰及感应淬火（锻造、轧制或铸造）（图10、图12）表6表面硬化钢——经渗碳（碳氮共渗）（锻打或轧制）（图9、图11）9有效硬化层深度（按GB/T9450检验）有代表性试样检查或类似齿轮的同模数齿块试样的齿宽中部位于齿顶圆以下的齿顶高上检查，本指标关系到齿面接触强度。

齿轮加工中渗碳淬火和渗碳质量分析一、前言齿轮是我们日常生活中接触到的较多的机械产品，它的性能的好坏对产品的机械性能起着重要作用。

齿轮在渗碳淬火过程中，可能出现的问题很多，主要表现在以下几个方面：淬火后硬度不够、渗层深度不够、淬火后心部硬度过高、变形大、油淬后表面光亮度不够甚至开裂。

影响淬火质量的因素有很多，比如原材料成分、热处理工艺以及淬火后的冷却过程。

本文主要论述以上几个方面对齿轮渗碳淬火质量的影响。

二、材料成分对齿轮渗碳淬火质量的影响2.1 材料成分对心部硬度的影响20CrMnMo齿轮的主要合金元素是Cr、Mn和Mo元素。

Mo和Cr元素可以大大降低渗碳层中贝氏体形成的敏感性，Mn元素可以提高淬透性。

虽然Mn元素对提高心部淬透性来说是最经济有效的元素，但是Mn含量过多会产生如淬透性带失控等问题，淬透性越高，畸变量越大，因此要严格控制合金元素含量。

2.2 材料成分对内氧化的影响在热处理期间，在合金表面的下方形成氧化物的现象称为内氧化。

在气体渗碳中，Mn和Cr是容易与介质中的氧原子发生氧化的元素，所形成的氧化物会导致钢表层的合金元素流失，Mo元素则对内氧化的影响较小。

对于Mn元素，它的流失会导致淬透性降低，以及表层中非马氏体组织（在渗碳淬火件表面中经常出现连续或不连续的网状或块状黑色组织，此处恰好不是表层压应力最大的区域，被公认是由于内氧化而贫化合金元素导致形成屈氏体类组织，也被成为非马氏体组织）的形成；Cr元素的损失则使渗层中碳化物的形成变得困难。

只要表面转变为马氏体组织，较浅的表面氧化对疲劳特性无明显影响，而严重的氧化会因从奥氏体中消耗大量的合金元素而降低其淬透性，导致形成其它一些非马氏体组织（如屈氏体、珠光体组织），这些组织会降低表面压应力，对疲劳性能不利。

因此在渗碳过程中要注意减少和避免表面氧化，但实际生产过程中，考虑到目前普遍应用的渗碳气氛都含有氧化物，所以渗碳过程或多或少都会发生内氧化。

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。

齿轮材料热处理与检验正确选择齿轮固然很重要，但如果没有选择好适宜的热处理，那将是前功尽弃，可以说材料选择是前提，热处理方法得当是关键。

一、齿轮热处理方式与其性能特性1、调质处理：调质处理使材料获得优良的综合性能，这种热处理常常用于中碳钢和中碳合金钢，如45#、40Cr或40MnB材料，如果齿轮受到的冲击应力和齿面接触应力不是很大的情况下，这种热处理是适宜的，这种材料强韧性使得齿轮齿根抗弯曲能力强，抗疲劳能力也是优良的。

但是调质处理齿轮齿面硬度不够，耐磨性偏差。

2、调质处理+表面淬火：这种热处理方式补充单一调质处理的不足，使齿轮齿面硬度得到提高，耐磨性也随之增强，但是另一个问题仍未解决，就是中碳钢和中碳合金钢材料经过处理后，其冲击韧性尚不能令人满意，在高冲击应力的场合下仍不宜使用。

表面淬火有两种工艺：火焰淬火和高频淬火。

3、正火+渗碳淬火回火这种热处理是针对低碳合金渗碳钢（如20CrMnTi、20CrNiMo等）而使用的，正火是用以改善原材料组织，便于齿轮粗加工；渗碳使齿面含碳量提高，在其后淬火回火中获得高硬度的回火马氏体组织，以提高齿轮的耐磨性。

同时齿轮心部在淬火回火中获得低碳回火马氏体，强度高、韧性好，不仅可以承受高的载荷、大的冲击应力，而且抗疲劳性能也十分优异。

这种热处理也不是没有缺点，首先齿轮在渗碳淬火回火还要精加工，硬度过高会给精加工带来了困难；其次，渗碳淬火回火为了得到回火马氏体，回火温度低（200-300℃），热处理应力未能完全消除，在以后的使用中会逐渐释放造成齿轮微小变形，所以不能用于精密传动的齿轮。

这里的渗碳淬火回火，也包含碳氮共渗淬火回火。

4、调质+渗氮这种热处理适合于渗氮钢和含铬渗碳钢，如28CrMoAl、20Cr2Ni4、38CrMoAl、42CrMo。

氮化后不需要淬火，齿轮尺寸稳定，不需要精加工，克服了渗碳淬火回火残留应力导致日后变形的缺点，所以特别适合精密传动的齿轮，有些容易发生粘着磨损（胶合磨损）材料也适合氮化，氮化后材料抗胶合性能变得非常优异。

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。

中华人民共和国汽车行业标准QCn 29018—1991代替 JB 2782—79汽车碳氮共渗齿轮金相检验1 主题内容与适用范围本标准规定了钢制汽车碳氮共渗齿轮的金相组织、有效硬化层深度、表面及心部硬度的含义和检测方法。

本标准适用于有效硬化层深度大于0.3mm的齿轮。

本标准适用于完成所有热处理工序后的齿轮质量检验。

2 引用标准GB 8539 齿轮材料及热处理质量检验的一般规定。

GB 9450 钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核。

3 术语3．1 表面硬度齿宽中部节圆附近表面处的硬度。

3．2 心部硬度齿宽中部横截面上，轮齿中线与齿根圆相交处的硬度（见示意图）3．3 有效硬化层深度从齿工作面起，在其垂直方向上，在9.81N（lkgf）负荷下测到550HV，或在49.03N（55kgf）负荷下测到515HV处的距离。

4 试样要求4．1 试样应在齿宽中部的横截面上截取，包括由齿顶到齿根的整个部位，检测表面应垂直齿的工作面。

4．2 在试样制备过程中，不得因受热而改变其组织和硬度。

4．3 测定有效硬化层深度时，检测表面应与硬度计载物台平行。

5 技术要求5．1 轮齿有效硬化层深度由产品图样规定。

测定部位以齿面及齿根处为准，测试方法按GB9450的规定。

当图样要求测定有效硬化层深度的硬度分布断线时，其间隔0.1mm的硬度差不得大于45HV。

5．2 面层含碳量推荐为0.75％～0.95％；面层含氮量推荐为0.15％～0.30％。

5．3 碳氮化合物在400倍下检查。

检查部位以齿顶角及工作面为准，按本标准中碳氮化合物级别图评定，各级图片的碳氮化合物特征见表1。

换档齿轮1～4级合格，常啮合齿轮1～5级合格。

5．4 残余奥氏体及马氏体在400倍下检查。

检查部位以工作面及齿根为准，按本标准中残余奥氏体及马氏体级别图分别评定。

各级图片的残余奥氏体含量及马氏体针的最大尺寸见表2。

1～5级合格。

5．5 表面硬度规定为HRC58～64。