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渗碳热处理后碳浓度对机械性能的影响

文章出处:冠亚体育娱乐热处理责任编辑:热处理设备小编查看手机网址
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人气:-发表时间:2015-08-03 09:00【

渗碳热处理是目前机械制造业中应用广泛的一种化学热处理方法。它是将低碳钢在富碳的介质中加热到高温(一般是900-950℃),使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织。渗碳热处理后经淬火和低温回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性。

零件经渗碳热处理后,渗碳层应达到一定的表面碳浓度、深度和浓度梯度,才能得到所需要的机械性能。表面碳浓度对零件的机械性能影响较大,对不同机械性能的影响也有所不同,如:

(1)随表面碳浓度的增加耐磨性也增加,见图一;

(2)随表面碳浓度的增加,抗弯强度和冲击值反而下降,见图二、图三;

(3)表面碳浓度为0.8-1.05%时,扭转强度达到最大值,见图四;

曲线图

(4)表面碳浓度为0.93%左右时,弯曲疲劳强度具有最高值,见表1。这是由于表面碳浓度大于1.1%时,渗碳层中碳化物的不均匀性增加,容易形成大块或网状碳化物,使渗碳层的脆性增大,疲劳强度下降。

表1     表面碳浓度对20CrMnTi钢弯曲疲劳强度的影响
表面碳浓度(%)0.80.931.151.42
疲劳强度(kgf/mm287948468

   由此可见,渗碳热处理后零件表面含碳量控制在0.7-1.05%之间为宜,过低会使耐磨性下降,过高时脆性增大,强度不能满足要求。对于承受冲击疲劳载荷的零件,表面碳浓度应为0.7-0.9%;对于承受弯曲疲劳载荷的零件,表面碳浓度应为0.8-1.05%;对于承受高接触疲劳载荷和需要抗磨性很高的零件,表面碳浓度可提高到1.15%。

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