10钢(圆钢)渗碳处理金相图

图1(63×)

材料：10钢(圆钢)

工艺情况：900℃气体渗碳8h，炉冷；图2、图3：又经840℃加热后淬油

浸蚀方法：经4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：图1：渗碳后平衡态组织，由表面(图左)至心部(图右)的组织为：珠光体和极少量粒状碳化物(过共析层，约0.03mm)，珠光体(共析层，约0.90mm)，珠光体和铁素体(亚共析层，约1.00mm)，铁素体和少量珠光体(心部组织)。总渗层约1.90mm。

                 图2：图1试样重新加热淬火后的组织形貌；表面为粗大针叶状马氏体、残余奥氏体及少量托氏体。参照QC/T262-1999《汽车渗碳齿轮金相检验》评定，马氏体为7级，残余奥氏体为6级，属于淬火温度偏高组织。

                 图3：淬火后心部组织，低碳马氏体、铁素体和贝氏体。

                 图4：由表及里硬度梯度曲线。

近表层硬度为772～763HV1；心部硬度为175～182HV1。

根据GB/T9450-1998《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核》测得上述样品的有效硬化层深度DC=1.38mm。

渗碳处理是将活化的碳元素渗入钢的表层，使零件表层含碳量增高，随后通过淬火使表层得到较高硬度(≥60HRC)，而心部得到硬度较低但具有良好韧度的低碳马氏体。所以大多数渗碳用钢为低碳(低合金)钢，但特定条件下高碳、中碳(合金)钢也进行渗碳。传统的渗碳方法有固体、液体和气体三种。由于环保、能耗等方面原因，现代工业生产中主要采用气体渗碳。

图2(400×)

图3(400×)

低碳、低碳合金钢高温渗碳后缓冷条件下，得到相当于平衡状态的组织形貌如图1所示。通过这种平衡态试样可检测和控制渗碳表层的碳浓度、碳浓度梯度及渗碳层深度。

在一般情况下，平衡态渗碳层深度以表层至心部组织为界，也有以二分之一过渡层(亚共析层至心部组织)区域为界。

在工件服役条件下，渗碳层淬火后的“有效硬化层深度”更有实用意义。故目前工程上大多采用“有效硬化层”这个参数。其测定方法应按GB/T9450-1998《钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核》(即ISO2639)的规定。该标准适用渗层深不小于0.3mm工件，当其心部硬度不低于450HV1时，以550HV1为有效硬化层之界限(参见图4)。