渗碳件缺陷的类型
发布时间:2013-12-06 09:27
(1)过渡区中出现白色马氏体带
某些低碳合金渗碳钢在渗碳后空冷时，常常会发现最表层的组织为珠光体和碳化物，而距离表面有一定深度的共析层中会出现白色的淬火马氏体和残余奥氏体带。而有的钢还会在渗层的过渡区中出现白色马氏体带。
形成上述组织的原因是：虽然表面层中的含碳量较高，但它的碳大部分都形成了碳化物，因而降低了基体中的含碳量和合金元素浓度。这些因素使奥氏体很不稳定，渗碳后冷却时易于形成珠光体型的组织。
与表面层的情况相反，在离表面一定深度的共析层中，虽然含碳量低于表面，但由于未形成大量的合金碳化物，碳和合金元素均能较好地溶解到基体中，晶粒也比表面层的粗，因而奥氏体比表面层的稳定一些，使C曲线右移，临界淬火冷却速度下降，在渗碳后空冷的情况下也能得到淬火马氏体和一定数量的残余奥氏体组织。
这种组织在渗碳后的热处理中可以消除，不会影响零件的性能。但是由于这种组织的出现，有时会因内外相变应力值超过材料的强度极限而导致内部裂纹，淬火后渗层会发生剥落，造成零件的报废。
(2)过热
渗碳时过热或渗碳后淬火加热时过热，将使钢的晶粒过分长大而增加脆性。渗碳时过热还使表层含碳量大大增加，以致碳化物数量也增加，并可能呈大片状，严重时甚至出现莱氏体，以致不能使用。消除过热组织的办法是进行正火，使晶粒细化。
(3)表面脱碳
产生原因是渗碳后期的炉内碳势过低或渗碳后冷却及淬火加热时保护不良所致。消除办法是进行补渗，或磨削掉脱碳层，或进行喷丸处理（脱碳层≤0. 02mm时）。
(4)表层含碳量过低
产生原因是渗碳气氛浓度过低、渗碳温度低、渗碳时间短、渗碳炉漏气、零件表面沉积炭黑、装炉量太多等。表层含碳量过低也和表面脱碳一样，降低了表面硬度、耐磨性、接触疲劳强度和疲劳强度，消除的办法是进行补渗。
(5)渗碳层深度不足
产生原因是渗碳温度偏低、渗碳时间过短、渗碳剂浓度不足、渗碳炉漏气、装炉量过多、零件表面积炭或氧化、试样检验不准等。消除的办法是补渗，补渗的平均速度可按正常渗碳速度的一半计算，这是因为补渗时碳浓度梯度较小的缘故。
(6)渗碳层过深
产生原因是渗碳温度偏高、试样检验不准、时间过长，严格要求渗层的产品只得报废。
(7)渗碳层不均匀
产生原因是零件表面不清洁或积炭、炉温不均匀、固体渗碳箱过大或箱中渗碳剂混合不均匀、气体渗碳炉内气氛循环不良或漏气、原材料带状组织严重等。消除的办法是补渗，为了避免层深增加太多，渗碳温度可适当取低些，这样在深的部位层深增加得少，而浅的部位叮增加多些。
(8)表面腐蚀及氧化
产生原因是渗碳剂中含有硫和硫酸盐、零件表而不清洁、气体渗碳炉漏气、零件高温出炉、淬火盐浴脱氧不良等。
(9)心部硬度不足
产生原因是淬火加热温度偏低或保温时间不够、心部有未溶解铁索体、淬火时冷却速度不够、心部有奥氏体分解产物等，消除的办法是重新加热淬火。
本文参考《热处理工艺问答》一书。
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