渗碳件常见缺陷及防止措施

渗碳件常见缺陷与对策

渗碳件常见缺陷与对策一、渗碳层出现大块状或网状碳化物缺陷产生原因：1、表面碳浓度过高；２、滴注式渗碳，滴量过大；3、控制气氛渗碳,富化气太多；4、液体渗碳，盐浴氰根含量过高；5、渗碳层出炉空冷，冷速太慢;对策：1、降低表面碳浓度,扩散期内减少滴量和适当提高扩散期湿度，也可适当减少渗碳期滴量；2、减少固体渗碳的催碳剂;3、减少液体渗碳的氰根含量;4、夏天室温太高,渗后空冷件可吹风助冷；5、提高淬火加热温度50～８０ºC并适当延长保温时间;6、两次淬火或正火+淬火,也可正火+高温回火，然后淬火回火；二、渗层出现大量残余奥氏体缺陷产生原因:1、奥氏体较稳定,奥氏体中碳及合金元素的含量较高；2、回火不及时，奥氏体热稳定化;３、回火后冷却太慢；对策：1、表面碳浓度不宜太高;2、降低直接淬火或重新加热淬火温度，控制心部铁素体的级别≤3级；3、低温回火后快冷；4、可以重新加热淬火，冷处理,也可高温回火后重新淬火；三、表面脱碳缺陷产生原因：1、气体渗碳后期，炉气碳势低；2、固体渗碳后,冷却速度过慢;3、渗碳后空冷时间过长；4、在冷却井中无保护冷却;5、空气炉加热淬火无保护气体；6、盐浴炉加热淬火，盐浴脱氧不彻底；对策:1、在碳势适宜的介质中补渗；2、淬火后作喷丸处理；3、磨削余量,较大件允许有一定脱碳层(≤0.02mm)；四、渗碳层淬火后出现屈氏体组织（黑色组织）缺陷产生原因：渗碳介质中含氧量较高：氧扩散到晶界形成Cr、Mn、Ｓi的氧化物，使合金元素贫化，使淬透性降低。

对策：1、控制炉气介质成分,降低含氧量；2、用喷丸可以进行补救;3、提高淬火介质冷却能力；五、心部铁素体过多，使硬度不足缺陷产生原因：1、淬火温度低；2、重新加热淬火保温时间不足,淬火冷速不够；3、心部有未溶铁素体；4、心部有奥氏体分解产物；对策：1、按正常工艺重新加热淬火;２、适当提高淬火温度延长保温时间;六、渗碳层深度不足缺陷产生原因：1、炉温低、保温时间短;2、渗剂浓度低;3、炉子漏气；４、盐浴渗碳成分不正常；5、装炉量过多；６、工件表面有氧化皮或积炭;对策：1、针对原因，调整渗碳温度、时间、滴量及炉子的密封性；2、加强新盐鉴定及工作状况的检查；3、零件应该清理干净；４、渗层过薄，可以补渗，补渗的速度是正常渗碳的1/2，约为０.1mm/h左右;七、渗层深度不均匀缺陷产生原因:1、炉温不均匀；2、炉内气氛循环不良;3、炭黑在表面沉积;4、固体渗碳箱内温差大及催渗剂不均匀；5、零件表面有锈斑、油污等；6、零件表面粗糙度不一致；7、零件吊挂疏密不均；8、原材料有带状组织；对策:１、渗碳前严格清洗零件;２、清理炉内积炭；3、零件装夹时应均匀分布间隙大小相等；4、经常检查炉温均匀性;5、原材料不得有带状组织；6、经常检查炉温、炉气及装炉情况；八、表面硬度低缺陷产生原因：1、表面碳浓度低;2、表面残余奥氏体多；3、表面形成屈氏体组织；４、淬火温度高,溶入奥氏体碳量多,淬火后形成大量残余奥氏体；５、淬火加热温度低，溶入奥氏体的碳量不够，淬火马氏体含碳低;6、回火温度过高；对策：1、碳浓度低,可以补渗;２、残余奥氏体多，可高温回火后再加热淬火;３、有托氏体组织，可以重新加热淬火；４、严格热处理工艺纪律；九、表面腐蚀和氧化缺陷产生原因：1、渗剂不纯有水、硫和硫酸盐；2、气体渗碳炉漏气固体渗碳时催渗剂在工件表面融化，液体渗碳后,工件表面粘有残盐；３、高温出炉,空冷保护不够；4、盐炉校正不彻底,空气炉无保护气氛加热,淬火后不及时清洗;5、零件表面不清洁;对策：１、严格控制渗碳剂及盐浴成分；2、经常检查设备密封情况；3、对零件表面及时清理和清洗；4、严格执行工艺纪律；十、渗碳件开裂缺陷产生原因：１、冷却速度过慢,组织转变不均匀;2、合金钢渗后空冷，在表层托氏体下面保留一层未转变奥氏体在随后冷却或室温放置时，转变成马氏体，比容加大，出现拉应力；3、第一次淬火时，冷却速度太快或工件形状复杂;4、材质含提高淬透性的微量元素(Mo、Ｂ）太多等；对策:１、渗后减慢冷却速度，使渗层在冷却过程中完全共析转变；2、渗后加快冷却速度,得到马氏体+残余奥氏体。

浅谈渗碳热处理的控制与缺陷分析

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。

渗碳件常见的缺陷及防止和补救措施

渗碳件常见的缺陷及防止和补救措施1、深层过浅：产生的原因主要是加热温度低，时间短，炉内的碳势低等原因造成的。

应针对具体原因采取防止措施。

深层过浅可采取补渗予以补救。

2、渗层过深：产生的原因主要是加热温度高，时间长，炉内的碳势高等原因造成的。

应针对具体原因采取防止措施。

但对已超过标准要求的是无法补救的。

3、渗层深度不均匀：产生这种缺陷的主要原因是炉温不均匀，炉内碳势不均匀，或工件表面不净。

防止方法主要是改善炉内温度和碳势的均匀性，清洁工件表面。

这类缺陷可在比较缓和的渗碳气氛炉内重新渗碳，使其扩散均匀。

4、渗碳层脱碳：产生这种缺陷的主要原因是渗碳后期碳势降低太大，或是出炉冷速慢，零件在高温下与空气接触时间太长，或在重新加热时炉气保护不良等，防止办法采取相应措施，可以用补渗的办法补救。

5、网状碳化物：产生网状碳化物的主要原因是炉内碳势太高，或是渗碳后的冷却速度太慢。

可通过控制合适的碳势，或加大冷却速度来防止。

已有的网状碳化物可以通过正火处理来消除。

6、残余奥氏体量过多：钢中的合金元素较多碳浓度过高，淬火温度高时易产生多量残余奥氏体。

适当降低碳势和淬火温度可防止产生多量残余奥氏体。

采用长时间的较高温度回火可使残余奥氏体分解，也可以采用重新加热淬火及深冷处理等方法进行补救。

7、黑色组织：渗层中的黑色组织通常因升温期排气不足，晶界发生氧化而使合金元素贫化造成在淬火后出现驱氏体和贝氏体。

这种组织对零件性能有很坏的影响，而且是不可挽救的，应按上述因素采取预防措施。

8、芯部硬度偏高：1.降低淬火温度，但是降低淬火温度后注意可能有铁素体析出。

2.使用冷速慢的油,但有可能表面硬度不均,硬化层不均.3.降低油搅拌的速度,在油冷速慢的油温使用.淬火油甚至不搅拌.4.加大有效尺寸,比如把孔中加实心工装,增大热容量,降低冷速.5. 检测原材料的化学成分，是否有超标。

原始含碳两越高，心部硬度越高。

对于薄壁件,心部硬度降不下来,厚大的件,心部硬度提不上来.因此针对某种产品选择原材料的含碳量是最重要的.热处理只能在很小的范围内调节.。

渗碳热处理缺陷分析

因碳化物网和金属氧化物周围的基体中碳合金元素浓度不足淬火加热时这部分奥氏体处于贫碳贫合金元素状态所以冷却中会产生非马氏体转变如易于出现屈氏体组织导致淬火后硬度不足
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哈尔滨轴承
渗碳热处理缺陷分析
张润慧 ,张延成 ,宋立波
哈尔滨轴承集团公司热处理分厂 ,黑龙江哈尔滨巧
摘要详细分析渗碳热处理过程中的各种缺陷 ,指出产生缺陷的原因 ,提出了预防措施 ,在生产过程中取得良好效果。
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渗碳件淬火后表面硬度低
渗碳件淬火后 , 要求工件表面硬度必须达到

渗碳件常见缺陷与对策

渗碳件常见缺陷与对策一、渗碳层出现大块状或网状碳化物缺陷产生原因：1、表面碳浓度过高；2、滴注式渗碳，滴量过大；3、控制气氛渗碳，富化气太多；4、液体渗碳，盐浴氰根含量过高；5、渗碳层出炉空冷，冷速太慢；对策：1、降低表面碳浓度，扩散期内减少滴量和适当提高扩散期湿度，也可适当减少渗碳期滴量；2、减少固体渗碳的催碳剂；3、减少液体渗碳的氰根含量；4、夏天室温太高，渗后空冷件可吹风助冷；5、提高淬火加热温度50~80ºC并适当延长保温时间；6、两次淬火或正火+淬火，也可正火+高温回火，然后淬火回火；二、渗层出现大量残余奥氏体缺陷产生原因：1、奥氏体较稳定，奥氏体中碳及合金元素的含量较高；2、回火不及时，奥氏体热稳定化；3、回火后冷却太慢；对策：1、表面碳浓度不宜太高；2、降低直接淬火或重新加热淬火温度，控制心部铁素体的级别≤3级；3、低温回火后快冷；4、可以重新加热淬火，冷处理，也可高温回火后重新淬火；三、表面脱碳缺陷产生原因：1、气体渗碳后期，炉气碳势低；2、固体渗碳后，冷却速度过慢；3、渗碳后空冷时间过长；4、在冷却井中无保护冷却；5、空气炉加热淬火无保护气体；6、盐浴炉加热淬火，盐浴脱氧不彻底；对策：1、在碳势适宜的介质中补渗；2、淬火后作喷丸处理；3、磨削余量，较大件允许有一定脱碳层（≤0.02mm）；四、渗碳层淬火后出现屈氏体组织（黑色组织）缺陷产生原因：渗碳介质中含氧量较高：氧扩散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素贫化，使淬透性降低。

对策：1、控制炉气介质成分，降低含氧量；2、用喷丸可以进行补救；3、提高淬火介质冷却能力；五、心部铁素体过多，使硬度不足缺陷产生原因：1、淬火温度低；2、重新加热淬火保温时间不足，淬火冷速不够；3、心部有未溶铁素体；4、心部有奥氏体分解产物；对策：1、按正常工艺重新加热淬火；2、适当提高淬火温度延长保温时间；六、渗碳层深度不足缺陷产生原因：1、炉温低、保温时间短；2、渗剂浓度低；3、炉子漏气；4、盐浴渗碳成分不正常；5、装炉量过多；6、工件表面有氧化皮或积炭；对策：1、针对原因，调整渗碳温度、时间、滴量及炉子的密封性；2、加强新盐鉴定及工作状况的检查；3、零件应该清理干净；4、渗层过薄，可以补渗，补渗的速度是正常渗碳的1/2，约为0.1mm/h左右；七、渗层深度不均匀缺陷产生原因：1、炉温不均匀；2、炉内气氛循环不良；3、炭黑在表面沉积；4、固体渗碳箱内温差大及催渗剂不均匀；5、零件表面有锈斑、油污等；6、零件表面粗糙度不一致；7、零件吊挂疏密不均；8、原材料有带状组织；对策：1、渗碳前严格清洗零件；2、清理炉内积炭；3、零件装夹时应均匀分布间隙大小相等；4、经常检查炉温均匀性；5、原材料不得有带状组织；6、经常检查炉温、炉气及装炉情况；八、表面硬度低缺陷产生原因：1、表面碳浓度低；2、表面残余奥氏体多；3、表面形成屈氏体组织；4、淬火温度高，溶入奥氏体碳量多，淬火后形成大量残余奥氏体；5、淬火加热温度低，溶入奥氏体的碳量不够，淬火马氏体含碳低；6、回火温度过高；对策：1、碳浓度低，可以补渗；2、残余奥氏体多，可高温回火后再加热淬火；3、有托氏体组织，可以重新加热淬火；4、严格热处理工艺纪律；九、表面腐蚀和氧化缺陷产生原因：1、渗剂不纯有水、硫和硫酸盐；2、气体渗碳炉漏气固体渗碳时催渗剂在工件表面融化，液体渗碳后，工件表面粘有残盐；3、高温出炉，空冷保护不够；4、盐炉校正不彻底，空气炉无保护气氛加热，淬火后不及时清洗；5、零件表面不清洁；对策：1、严格控制渗碳剂及盐浴成分；2、经常检查设备密封情况；3、对零件表面及时清理和清洗；4、严格执行工艺纪律；十、渗碳件开裂缺陷产生原因：1、冷却速度过慢，组织转变不均匀；2、合金钢渗后空冷，在表层托氏体下面保留一层未转变奥氏体在随后冷却或室温放置时，转变成马氏体，比容加大，出现拉应力；3、第一次淬火时，冷却速度太快或工件形状复杂；4、材质含提高淬透性的微量元素（Mo、B）太多等；对策：1、渗后减慢冷却速度，使渗层在冷却过程中完全共析转变；2、渗后加快冷却速度，得到马氏体+残余奥氏体。

渗碳常见的五种缺陷和相应的防止方法

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
渗碳常见的五种缺陷和相应的防止方法
一、碳浓度过高
1、产生原因及危害：假如渗碳时急剧加热，温度又过高或固体渗碳时用全新渗碳剂，或用强烈的催渗剂过多都会引起渗碳浓度过高的现象。

随着碳浓度过高，工件表面出现块状粗大的碳化物或网状碳化物。

由于这种硬脆组织产生，使渗碳层的韧性急剧下降。

并且淬火时形成高碳马氏体，在磨削时容易出现磨削裂纹。

⒉防止的方法
①不能急剧加热，需采用适当的加热温度，不使钢的晶粒长大为好。

假如渗碳时晶粒粗大，则应在渗碳后正火或两次淬火处理来细化晶粒。

②严格控制炉温均匀性，不能波动过大，在反射炉中固体渗碳时需特别注意。

③固体渗碳时，渗碳剂要新、旧配比使用。

催渗剂最好采用47%的BaCO3，不使用Na2CO3 作催渗剂。

二、碳浓度过低
⒈产生的原因及危害：温度波动很大或催渗剂过少都会引起表面的碳浓度不足。

最理想的碳浓度为0.91.0%之间，低于0.8%C，零件容易磨损。

⒉防止的方法：
①渗碳温度通常采用920940℃，渗碳温度过低就会引起碳浓度过低，且延长渗碳时间;渗碳温度过高会引起晶粒粗大。

②催渗剂(BaCO3)的用量不应低于4%。

三、渗碳后表面局部贫碳：。

渗碳件的缺陷有哪些及防止措施

渗碳件的缺陷有哪些？如何防止渗碳缺陷？（1）渗碳层中网状或大块花碳化物产生的原因是渗碳碳势太高，使表面渗层含碳量太高合渗碳后冷却速度过慢。

网状碳化物增加了表面脆性，渗层容易剥落，降低使用寿命，容易使零件表面在淬火或磨削加工中产生裂纹。

消除的办法是进行Acm以上的高温淬火或正火。

预防办法是减低炉内碳势，延长扩散时间。

（2）渗碳层中大量残余奥氏体产生的原因是渗碳剂浓度太高使表面含碳量过高、淬火温度太高。

消除的办法是进行高温回火后重新加热淬火+回火或冷处理+回火。

预防措施：降低炉内碳势，选择较低的淬火温度。

淬火剂温度偏高也是原因之一。

淬火剂的温度越低，淬火冷却的终止温度距离马氏体转变终止点Mf也就越近，马氏体转变进行越充分，残余奥氏体就越少。

反之，淬火剂温度高了，则残余奥氏体量也就多了。

（3）反常组织一般在含氧量较高的钢（如沸腾钢）固体渗碳时出现，其特征是网状碳化物和珠光体之间被一层铁素体所分离。

这种组织淬火后易出现软点。

消除的办法是适当提高淬火温度或适当延长淬火加热的保温时间，以便使组织均匀化，并选用更为剧烈的冷却剂淬火。

（4）渗碳零件中形成魏氏组织在高温下进行长时间渗碳后，奥氏体晶粒会急剧长大，碳浓度也大大增加，在随后的缓慢冷却中，二次渗碳体很易于沿奥氏体晶粒的一定晶面析出，形成穿插在晶粒内部的白亮色的粗针，这种组织称为过共析魏氏组织。

产生的原因是长时间过热渗碳和渗碳后冷却太缓慢。

这种组织可通过渗碳后的两次家人淬火予以改善或完全消除。

在渗碳件的心部出现魏氏组织，这种魏氏组织的针状物是先共析铁素体。

形成的原因是：①原材料为本质粗晶粒钢或原始组织中已有魏氏体组织，通过高温长时间渗碳，晶粒会更加粗大，在随后的缓慢冷却中，先共析铁素体以针状自晶界向晶内析出或在晶粒内部单独呈针状析出而形成白亮针状的魏氏组织。

②渗碳工艺不当。

渗碳温度过高，保温时间太长，奥氏体晶粒特别粗大，导致冷却后出现魏氏组织，这种组织具有明显的过热特征。

渗碳件常见缺陷与对策之欧阳美创编

渗碳件常见缺陷与对策一、渗碳层出现大块状或网状碳化物缺陷产生原因：1、表面碳浓度过高；2、滴注式渗碳，滴量过大；3、控制气氛渗碳，富化气太多；4、液体渗碳，盐浴氰根含量过高；5、渗碳层出炉空冷，冷速太慢；对策：1、降低表面碳浓度，扩散期内减少滴量和适当提高扩散期湿度，也可适当减少渗碳期滴量；2、减少固体渗碳的催碳剂；3、减少液体渗碳的氰根含量；4、夏天室温太高，渗后空冷件可吹风助冷；5、提高淬火加热温度50~80ºC并适当延长保温时间；6、两次淬火或正火+淬火，也可正火+高温回火，然后淬火回火；二、渗层出现大量残余奥氏体缺陷产生原因：1、奥氏体较稳定，奥氏体中碳及合金元素的含量较高；2、回火不及时，奥氏体热稳定化；3、回火后冷却太慢；对策：1、表面碳浓度不宜太高；2、降低直接淬火或重新加热淬火温度，控制心部铁素体的级别≤3级；3、低温回火后快冷；4、可以重新加热淬火，冷处理，也可高温回火后重新淬火；三、表面脱碳缺陷产生原因：1、气体渗碳后期，炉气碳势低；2、固体渗碳后，冷却速度过慢；3、渗碳后空冷时间过长；4、在冷却井中无保护冷却；5、空气炉加热淬火无保护气体；6、盐浴炉加热淬火，盐浴脱氧不彻底；对策：1、在碳势适宜的介质中补渗；2、淬火后作喷丸处理；3、磨削余量，较大件允许有一定脱碳层（≤0.02mm）；四、渗碳层淬火后出现屈氏体组织（黑色组织）缺陷产生原因：渗碳介质中含氧量较高：氧扩散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素贫化，使淬透性降低。

对策：1、控制炉气介质成分，降低含氧量；2、用喷丸可以进行补救；3、提高淬火介质冷却能力；五、心部铁素体过多，使硬度不足缺陷产生原因：1、淬火温度低；2、重新加热淬火保温时间不足，淬火冷速不够；3、心部有未溶铁素体；4、心部有奥氏体分解产物；对策：1、按正常工艺重新加热淬火；2、适当提高淬火温度延长保温时间；六、渗碳层深度不足缺陷产生原因：1、炉温低、保温时间短；2、渗剂浓度低；3、炉子漏气；4、盐浴渗碳成分不正常；5、装炉量过多；6、工件表面有氧化皮或积炭；对策：1、针对原因，调整渗碳温度、时间、滴量及炉子的密封性；2、加强新盐鉴定及工作状况的检查；3、零件应该清理干净；4、渗层过薄，可以补渗，补渗的速度是正常渗碳的1/2，约为0.1mm/h左右；七、渗层深度不均匀缺陷产生原因：1、炉温不均匀；2、炉内气氛循环不良；3、炭黑在表面沉积；4、固体渗碳箱内温差大及催渗剂不均匀；5、零件表面有锈斑、油污等；6、零件表面粗糙度不一致；7、零件吊挂疏密不均；8、原材料有带状组织；对策：1、渗碳前严格清洗零件；2、清理炉内积炭；3、零件装夹时应均匀分布间隙大小相等；4、经常检查炉温均匀性；5、原材料不得有带状组织；6、经常检查炉温、炉气及装炉情况；八、表面硬度低缺陷产生原因：1、表面碳浓度低；2、表面残余奥氏体多；3、表面形成屈氏体组织；4、淬火温度高，溶入奥氏体碳量多，淬火后形成大量残余奥氏体；5、淬火加热温度低，溶入奥氏体的碳量不够，淬火马氏体含碳低；6、回火温度过高；对策：1、碳浓度低，可以补渗；2、残余奥氏体多，可高温回火后再加热淬火；3、有托氏体组织，可以重新加热淬火；4、严格热处理工艺纪律；九、表面腐蚀和氧化缺陷产生原因：1、渗剂不纯有水、硫和硫酸盐；2、气体渗碳炉漏气固体渗碳时催渗剂在工件表面融化，液体渗碳后，工件表面粘有残盐；3、高温出炉，空冷保护不够；4、盐炉校正不彻底，空气炉无保护气氛加热，淬火后不及时清洗；5、零件表面不清洁；对策：1、严格控制渗碳剂及盐浴成分；2、经常检查设备密封情况；3、对零件表面及时清理和清洗；4、严格执行工艺纪律；十、渗碳件开裂缺陷产生原因：1、冷却速度过慢，组织转变不均匀；2、合金钢渗后空冷，在表层托氏体下面保留一层未转变奥氏体在随后冷却或室温放置时，转变成马氏体，比容加大，出现拉应力；3、第一次淬火时，冷却速度太快或工件形状复杂；4、材质含提高淬透性的微量元素（Mo、B）太多等；对策：1、渗后减慢冷却速度，使渗层在冷却过程中完全共析转变；2、渗后加快冷却速度，得到马氏体+残余奥氏体。

渗碳零件的质量检验及缺陷预防

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。

渗碳件常见缺陷与对策之欧阳理创编

渗碳件常见缺陷与对策一、渗碳层出现大块状或网状碳化物缺陷产生原因：1、表面碳浓度过高；2、滴注式渗碳，滴量过大；3、控制气氛渗碳，富化气太多；4、液体渗碳，盐浴氰根含量过高；5、渗碳层出炉空冷，冷速太慢；对策：1、降低表面碳浓度，扩散期内减少滴量和适当提高扩散期湿度，也可适当减少渗碳期滴量；2、减少固体渗碳的催碳剂；3、减少液体渗碳的氰根含量；4、夏天室温太高，渗后空冷件可吹风助冷；5、提高淬火加热温度50~80ºC并适当延长保温时间；6、两次淬火或正火+淬火，也可正火+高温回火，然后淬火回火；二、渗层出现大量残余奥氏体缺陷产生原因：1、奥氏体较稳定，奥氏体中碳及合金元素的含量较高；2、回火不及时，奥氏体热稳定化；3、回火后冷却太慢；对策：1、表面碳浓度不宜太高；2、降低直接淬火或重新加热淬火温度，控制心部铁素体的级别≤3级；3、低温回火后快冷；4、可以重新加热淬火，冷处理，也可高温回火后重新淬火；三、表面脱碳缺陷产生原因：1、气体渗碳后期，炉气碳势低；2、固体渗碳后，冷却速度过慢；3、渗碳后空冷时间过长；4、在冷却井中无保护冷却；5、空气炉加热淬火无保护气体；6、盐浴炉加热淬火，盐浴脱氧不彻底；对策：1、在碳势适宜的介质中补渗；2、淬火后作喷丸处理；3、磨削余量，较大件允许有一定脱碳层（≤0.02mm）；四、渗碳层淬火后出现屈氏体组织（黑色组织）缺陷产生原因：渗碳介质中含氧量较高：氧扩散到晶界形成Cr、Mn、Si 的氧化物，使合金元素贫化，使淬透性降低。

对策：1、控制炉气介质成分，降低含氧量；2、用喷丸可以进行补救；3、提高淬火介质冷却能力；五、心部铁素体过多，使硬度不足缺陷产生原因：1、淬火温度低；2、重新加热淬火保温时间不足，淬火冷速不够；3、心部有未溶铁素体；4、心部有奥氏体分解产物；对策：1、按正常工艺重新加热淬火；2、适当提高淬火温度延长保温时间；六、渗碳层深度不足缺陷产生原因：1、炉温低、保温时间短；2、渗剂浓度低；3、炉子漏气；4、盐浴渗碳成分不正常；5、装炉量过多；6、工件表面有氧化皮或积炭；对策：1、针对原因，调整渗碳温度、时间、滴量及炉子的密封性；2、加强新盐鉴定及工作状况的检查；3、零件应该清理干净；4、渗层过薄，可以补渗，补渗的速度是正常渗碳的1/2，约为0.1mm/h左右；七、渗层深度不均匀缺陷产生原因：1、炉温不均匀；2、炉内气氛循环不良；3、炭黑在表面沉积；4、固体渗碳箱内温差大及催渗剂不均匀；5、零件表面有锈斑、油污等；6、零件表面粗糙度不一致；7、零件吊挂疏密不均；8、原材料有带状组织；对策：1、渗碳前严格清洗零件；2、清理炉内积炭；3、零件装夹时应均匀分布间隙大小相等；4、经常检查炉温均匀性；5、原材料不得有带状组织；6、经常检查炉温、炉气及装炉情况；八、表面硬度低缺陷产生原因：1、表面碳浓度低；2、表面残余奥氏体多；3、表面形成屈氏体组织；4、淬火温度高，溶入奥氏体碳量多，淬火后形成大量残余奥氏体；5、淬火加热温度低，溶入奥氏体的碳量不够，淬火马氏体含碳低；6、回火温度过高；对策：1、碳浓度低，可以补渗；2、残余奥氏体多，可高温回火后再加热淬火；3、有托氏体组织，可以重新加热淬火；4、严格热处理工艺纪律；九、表面腐蚀和氧化缺陷产生原因：1、渗剂不纯有水、硫和硫酸盐；2、气体渗碳炉漏气固体渗碳时催渗剂在工件表面融化，液体渗碳后，工件表面粘有残盐；3、高温出炉，空冷保护不够；4、盐炉校正不彻底，空气炉无保护气氛加热，淬火后不及时清洗；5、零件表面不清洁；对策：1、严格控制渗碳剂及盐浴成分；2、经常检查设备密封情况；3、对零件表面及时清理和清洗；4、严格执行工艺纪律；十、渗碳件开裂缺陷产生原因：1、冷却速度过慢，组织转变不均匀；2、合金钢渗后空冷，在表层托氏体下面保留一层未转变奥氏体在随后冷却或室温放置时，转变成马氏体，比容加大，出现拉应力；3、第一次淬火时，冷却速度太快或工件形状复杂；4、材质含提高淬透性的微量元素（Mo、B）太多等；对策：1、渗后减慢冷却速度，使渗层在冷却过程中完全共析转变；2、渗后加快冷却速度，得到马氏体+残余奥氏体。

11种渗碳件常见缺陷及防止措施

11种渗碳件常见缺陷及防止措施1.表层粗大块状或网状碳化物形成原因及防止措施：（1）渗碳剂活性太高或渗碳保温时间过长；（2）降低渗剂活性当渗层要求较深时，保温后期适当降低渗剂活性。

返修方法：（1）在降低碳势气氛下延长保温时间，重新淬火；（2）高温加热扩散后瑞淬火。

2.表层大量残余奥氏体形成原因及防止措施：（1）淬火温度过高,奥氏体中碳及合金元素含量高；（2）降低渗剂活性，降低直接淬火或重新加热淬火的温度。

返修方法：（1）冷处理；（2）高温回火后,重新加火；（3）采用合适的加热温度，重新淬火。

3.表面脱碳形成原因及防止措施：渗碳后期渗剂活性过分降低,气体渗碳炉漏气。

液体渗碳时碳酸盐含量过高，在冷却罐中及淬火加热时保护不当，出炉时高温状态在空气中停留时间过长。

返修方法：（1）在活性合适的介质中补渗；（2）喷丸处理(适用于脱碳层≤0.02mm时。

4.表面非马氏体组织形成原因及防止措施：渗碳介质中的氧向钢中扩散，在晶界上形Cr、Mn等元素的氧化物，致使该处合金元系贫化，淬透性降低，淬火后出理黑色网状组织(托氏体)控制炉内介质成分，降低氧的含量，提高淬火速度，合理选择钢材。

返修方法：当非马氏体组织出现处深度≤0.02mm时，可用喷丸处理强化补救；出现深度过深时,重新加热淬火。

5.反常组织形成原因及防止措施：当钢中含氧量较高(沸腾钢),固体渗碳时渗碳后冷却速度过慢,在渗碳层中出现先共析渗碳体网周围有铁素体层,淬火后出现软点。

返修方法：提高淬火温度或适当延长淬火加热保温时间,使奥氏体均匀化,并采用较快淬火冷却速度。

6.心部铁素体过多形成原因及防止措施：淬火温度低,或重新加热淬火保温时间不够。

返修方法：按正常工艺重新加热淬火。

7.渗层浓度不够形成原因及防止措施：炉温低,渗层活性低,炉子漏气或渗碳盐浴成分不正常加强炉温校验,及炉气成分或盐浴成分的监测。

返修方法：补渗。

8.渗层深度不均匀形成原因及防止措施：炉温不均匀:炉内气氛循环不良；升温过程中工件表面氧化；碳黑在工件表面沉积；工件表面氧化皮等没有清理干净；固体渗碳时渗碳箱内温差大及催渗剂拌和不均匀。

渗碳件常见缺陷与对策之欧阳引擎创编

渗碳件常见缺陷与对策欧阳引擎（2021.01.01）一、渗碳层出现大块状或网状碳化物缺陷产生原因：1、表面碳浓度过高；2、滴注式渗碳，滴量过大；3、控制气氛渗碳，富化气太多；4、液体渗碳，盐浴氰根含量过高；5、渗碳层出炉空冷，冷速太慢；对策：1、降低表面碳浓度，扩散期内减少滴量和适当提高扩散期湿度，也可适当减少渗碳期滴量；2、减少固体渗碳的催碳剂；3、减少液体渗碳的氰根含量；4、夏天室温太高，渗后空冷件可吹风助冷；5、提高淬火加热温度50~80ºC并适当延长保温时间；6、两次淬火或正火+淬火，也可正火+高温回火，然后淬火回火；二、渗层出现大量残余奥氏体缺陷产生原因：1、奥氏体较稳定，奥氏体中碳及合金元素的含量较高；2、回火不及时，奥氏体热稳定化；3、回火后冷却太慢；对策：1、表面碳浓度不宜太高；2、降低直接淬火或重新加热淬火温度，控制心部铁素体的级别≤3级；3、低温回火后快冷；4、可以重新加热淬火，冷处理，也可高温回火后重新淬火；三、表面脱碳缺陷产生原因：1、气体渗碳后期，炉气碳势低；2、固体渗碳后，冷却速度过慢；3、渗碳后空冷时间过长；4、在冷却井中无保护冷却；5、空气炉加热淬火无保护气体；6、盐浴炉加热淬火，盐浴脱氧不彻底；对策：1、在碳势适宜的介质中补渗；2、淬火后作喷丸处理；3、磨削余量，较大件允许有一定脱碳层（≤0.02mm）；四、渗碳层淬火后出现屈氏体组织（黑色组织）缺陷产生原因：渗碳介质中含氧量较高：氧扩散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素贫化，使淬透性降低。

对策：1、控制炉气介质成分，降低含氧量；2、用喷丸可以进行补救；3、提高淬火介质冷却能力；五、心部铁素体过多，使硬度不足缺陷产生原因：1、淬火温度低；2、重新加热淬火保温时间不足，淬火冷速不够；3、心部有未溶铁素体；4、心部有奥氏体分解产物；对策：1、按正常工艺重新加热淬火；2、适当提高淬火温度延长保温时间；六、渗碳层深度不足缺陷产生原因：1、炉温低、保温时间短；2、渗剂浓度低；3、炉子漏气；4、盐浴渗碳成分不正常；5、装炉量过多；6、工件表面有氧化皮或积炭；对策：1、针对原因，调整渗碳温度、时间、滴量及炉子的密封性；2、加强新盐鉴定及工作状况的检查；3、零件应该清理干净；4、渗层过薄，可以补渗，补渗的速度是正常渗碳的1/2，约为0.1mm/h左右；七、渗层深度不均匀缺陷产生原因：1、炉温不均匀；2、炉内气氛循环不良；3、炭黑在表面沉积；4、固体渗碳箱内温差大及催渗剂不均匀；5、零件表面有锈斑、油污等；6、零件表面粗糙度不一致；7、零件吊挂疏密不均；8、原材料有带状组织；对策：1、渗碳前严格清洗零件；2、清理炉内积炭；3、零件装夹时应均匀分布间隙大小相等；4、经常检查炉温均匀性；5、原材料不得有带状组织；6、经常检查炉温、炉气及装炉情况；八、表面硬度低缺陷产生原因：1、表面碳浓度低；2、表面残余奥氏体多；3、表面形成屈氏体组织；4、淬火温度高，溶入奥氏体碳量多，淬火后形成大量残余奥氏体；5、淬火加热温度低，溶入奥氏体的碳量不够，淬火马氏体含碳低；6、回火温度过高；对策：1、碳浓度低，可以补渗；2、残余奥氏体多，可高温回火后再加热淬火；3、有托氏体组织，可以重新加热淬火；4、严格热处理工艺纪律；九、表面腐蚀和氧化缺陷产生原因：1、渗剂不纯有水、硫和硫酸盐；2、气体渗碳炉漏气固体渗碳时催渗剂在工件表面融化，液体渗碳后，工件表面粘有残盐；3、高温出炉，空冷保护不够；4、盐炉校正不彻底，空气炉无保护气氛加热，淬火后不及时清洗；5、零件表面不清洁；对策：1、严格控制渗碳剂及盐浴成分；2、经常检查设备密封情况；3、对零件表面及时清理和清洗；4、严格执行工艺纪律；十、渗碳件开裂缺陷产生原因：1、冷却速度过慢，组织转变不均匀；2、合金钢渗后空冷，在表层托氏体下面保留一层未转变奥氏体在随后冷却或室温放置时，转变成马氏体，比容加大，出现拉应力；3、第一次淬火时，冷却速度太快或工件形状复杂；4、材质含提高淬透性的微量元素（Mo、B）太多等；对策：1、渗后减慢冷却速度，使渗层在冷却过程中完全共析转变；2、渗后加快冷却速度，得到马氏体+残余奥氏体。

气体渗碳的常见缺陷和预防措施

櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡～现场经验櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡～收稿日期：２０２００１１４作者简介：赵步青（１９４３—），男，江苏阜宁人，高级工程师，研究方向为工模具热处理工艺，已发表论文和实用性文章共２７０余篇，出版热处理专著５部，协编图书两部。

联系电话：１５０６７５９６３３９；Ｅｍａｉｌ：ｚｓｇ４２７２＠１６３．ｃｏｍ气体渗碳的常见缺陷和预防措施赵步青，朱　敏，高旭华，徐利建（浙江省金华市华南汽配有限公司，浙江金华３２１０００）中图分类号：ＴＧ１５７文献标志码：Ｂ文章编号：１００８１６９０（２０２０）０２００４８０３ＣｏｍｍｏｎＤｅｆｅｃｔｓｆｏｒＧａｓＣａｒｂｕｒｉｚｉｎｇａｎｄＰｒｅｖｅｎｔｉｖｅＭｅａｓｕｒｅｓＺＨＡＯＢｕｑｉｎｇ，ＺＨＵＭｉｎ，ＧＡＯＸｕｈｕａ，ＸＵＬｉｊｉａｎ（ＺｈｅｊｉａｎｇＪｉｎｈｕａＨｕａｎａｎＡｕｔｏｍｏｂｉｖｅＦｉｔｔｉｎｇｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎｈｕａ３２１０００，ＺｈｅｊｉａｎｇＣｈｉｎａ）０　引言气体渗碳是制造业应用最广泛的化学热处理工艺。

渗碳并淬火和低温回火的低碳钢工件表面硬度和疲劳强度高、耐磨性好，且心部具有足够的强度和韧性。

华南汽配公司是生产汽车防滑链的民营企业，大部分产品都要进行气体渗碳。

渗碳炉有网带炉、井式炉和滚筒炉，产品质量稳定。

本文为生产实践经验的总结，介绍３０多年来遇到的以及同行提供的常见的１２种气体渗碳缺陷，供参考。

１　粗大针状马氏体通常，设计人员对渗碳件淬火后渗层的马氏体都会提出级别要求。

对于汽车防滑链，要求其渗碳层马氏体针≤４级。

图１为由于渗碳温度过高和炉气氛碳势较高造成的渗层粗大马氏体组织。

为了防止产生这种缺陷，必须调整渗碳气氛的碳势，降低渗碳温度，加强炉前的抽样检查。

２　网状碳化物根据经验，碳化物的形态、数量、大小及分布对渗碳件的性能有很大影响。

图２为渗碳层中严重的网状碳化物。

其产生的原因有３点：①滴注式渗碳时，煤油或其他渗剂滴量太大；②控制气氛渗碳的富化气用量太大；③渗碳后直接淬火的温度过高且冷却较慢。

渗碳层深度不合格的原因与防止方法

渗碳层深度不合格的原因与防止方法1、渗层太浅（1）原因●炉温偏低，渗碳时间短。

●装炉量过多或新工装没有补渗，没有增加煤油滴量。

●排气不充分就进入强渗期。

●炉子密封不严，炉气压力过低。

●工件表面被炭黑或覆盖影响活性碳原子被钢件吸收。

●操作者判断渗层试样失误。

（2）被救方法：重新入炉进行被渗处理，将原试样同炉被渗。

2、渗层过深（1）原因●渗碳温度偏高，渗入时间过长。

●碳势太高，加快了渗碳速度。

●仪表失灵跑温。

●操作者判断出炉试样失误。

（2）处理意见：一般应报废或打不合格品让步接收报告。

3、渗层不均原因●装炉量过多，工件之间未留间隔，互相接触。

●工件表面有油污和锈斑。

●炉内气氛不均匀，局部有死角。

●炉罐长期不清理。

●炉内没安装导风板或已损坏。

4、过共析+共析层过深（1）原因●强渗期炉内碳势太高。

●强渗时间太长，扩散时间太短。

（2）补救方法：如渗层总深度偏下限，可在渗碳炉内进行扩散处理，加以补救。

5、过共析+共析层过深（1）原因●强渗期炉内碳势太低。

●强渗时间短，扩散时间长。

（2）补救方法：如在总渗层深度范围内，可在高碳势气氛中补渗。

6、防止方法（1）渗碳温度渗碳温度对渗碳速度影响很大。

一旦工艺温度确定以后，必须保持渗碳温度的稳定性，不能过高或过低，过高容易使渗层太深，过低容易使渗层太浅。

（2）渗碳时间碳在钢中的扩散及扩散层深度是温度和时间的函数，因此在渗碳温度稳定的情况下，要正确地掌握渗碳时间，不能过长和过短，过长容易使渗层太深，过短容易使渗层太浅。

（3）炉气压力炉气压力的大小明显地影响炉内各种化学反应速度，当炉压过小时，不利于排除废气并使氧化性气体进入炉内，过高的压力不利于有机渗剂的进一步分解，因而影响碳势的提高。

在强渗期炉气压力控制在198~392Pa，扩散期炉压控制在49~198Pa。

所以，一般使炉气压力维持正压，有利于渗碳过程的顺序进行。

（4）渗剂滴量●排气阶段———由于工件刚装炉带入大量空气和微量水份，使炉内出现氧化气氛，应迅速将氧化气氛排出，甲醇裂化分解温度比煤油低，又不产生炭黑，且产气量比煤油大一倍，所以排气前期用甲醇比用煤油效果好。

6.2.8渗碳缺陷及质量控制

心部铁素体评级标准
根据铁素体的形态、数量及其大小，对照标准图片进行评定。该标准共分6级， 1-3级合格，4-6级返修。（评级部位见图所示）
齿根
检查K部位（齿顶）
检查A‘M部位（节园）
检查心部F 部位 H 1 H 3
检查心部硬度部位
3）渗碳层浓度梯度的检验
• 虽然金相分析可以大致的了解渗碳层的浓度分
2检验方法
1）渗碳层深度的检验方法宏观断口法；金相显微组织法；等温淬火法；化学分析法；显微硬度法
• 宏观断口分析
•
此法是将随炉渗碳的试样直
接淬火，然后打断，观察其断口。在断口上渗碳层呈白色瓷状断口，
渗碳层呈银白色瓷状
未渗碳部分呈灰色纤维状
未渗碳部分为灰色纤维状断口，
根据两种断口交界至表面的距离就可以量出渗碳层深度，从而可
6表面含碳量过低，渗层深度不足。
产生原因：渗碳气氛浓度过低，渗碳温度低，时间
短，炉子漏气，零件表面沉积碳黑，装炉量太多，排气不充分。危害：降低表面硬度、耐磨性温度偏高，时间过长。危害：淬火应力及脆性增加，韧性降低。对严格要求渗层的产品只能报废。
过烧组织。深度约为0.03－0.05毫米左右。产生原因：出现黑色组织的原因，目前还没有取得一致的看法。一般认为，可能是由氧化和深层淬透性不足引起的。危害：降低表面硬度和耐磨性，缩短零件使用寿命。消除办法：减少氧化性气氛，增加炉子的密封性，排气充分；同时应加快冷却速度以减少非马氏体体组织的出现。。
1 渗碳层中有网状或大块状碳化物
原因：渗碳剂活性太高，使表面含碳量过高。渗碳后冷速太慢，预冷温度过低。危害：增加了表面脆性，渗层易剥落，降低使用寿命。零件在淬火或磨削中易产生裂纹。防止及消除办法：严格控制渗碳时炉气的碳势和工艺参数，使渗层浓度不致于过高；进行ACm以上的高温淬火或正火

渗碳件的常见缺陷及预防措施

０、：／；＼：／；／：＼：／；＼：／：／；
一
测试与分析一
渗碳件的常见缺陷及预防措施
于娜红，余成龙
（中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所，江苏无锡２１４０６３）
摘
要：渗碳零件的常见缺陷有黑色组织、渗层大块状或网状碳化合物、渗层不均匀和畸变过大等。这些缺陷的产生与渗碳气氛的成分和均匀性、渗碳操作、工件的装炉方式、渗碳后的淬火工艺和操作等多种因素中的一种或几种有关。采取某些相应的措施可以预防这些缺陷的产生。
ｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｅａｒｂｕｒｌｚｉｎｇａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｕｒｉｚｉｎｇ，ｃｈａｒｇｉ冷时，表层为过共析
层，是细密珠光体加颗粒状均匀分布碳化物；次表层为共析层，属细密珠光体组织；内层为亚共析过渡
气中的氧发生内氧化。炉气中氧原子吸入钢中向内扩散，在晶界形成Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｓｉ等的氧化物，造成晶界处合金元素贫乏，此处淬透性低，渗碳时表层形成
ＹＵＮａｈｏｎｇ．ＹＵＣｈｅｎｇｌｏｎｇ