锻件渗碳后淬火、回火质量控制

       锻件渗碳后，形成了表层高碳、心部低碳的工件，为了得到所需的性能，还要进行淬火和回火。根据锻件的成分、形状和力学性能的要求不同，渗碳后可采用不同的淬火方法，由于渗碳主要是提高锻件的硬度及耐磨性，所以渗碳淬火后, 均采用低温回火。必须指出，无论采用哪种渗碳后的淬火方法，都必须采取措施防止渗碳后氧化与脱碳。

       1.直接淬火

       预冷的目的是为了减小淬火热应力，并使表面高碳奥氏体在预冷过程中析出部分碳化物，减少渗层中的残留奥氏体，以提高锻件表面硬度和疲劳强度。预冷温度一般取略高于心部成分的点，使心部不析出大量的铁素体，以保证心部强度。直接淬火的优点是减少加热和冷却的次数，节能，生产效率高，还可减少淬火变形与表层氧化脱碳。但预冷直接淬火只适用于由本质细晶粒钢制成的工件。

       2.一次淬火

       一次淬火是锻件渗碳后随炉冷却或出炉坑冷或空冷到室温，然后重新加热淬火的工艺。重新淬火的加热温度应根据锻件性能要求来确定。对心部强度要求较高的工件，淬火加热温度应选在略高于心部的点，目的是细化心部晶粒，心部不出现游离铁素体，表层不出现网状渗碳体。但这一加热温度对表面渗层来说，先共析渗碳体已溶入奥氏体中，淬火后会导致残留奥氏体增多，硬度降低。对心部强度要求不高，而表面要求有较高的硬度及耐磨性时，淬火温度可选在约为820-850℃，这样可以同时兼顾表层及心部组织、性能要求。与合金钢相比，碳钢容易过热，因此它的淬火温度要选得稍低一些。

       对20Cr2Ni4和18Cr2Ni4W等高合金渗碳钢制成的锻件，若渗碳后直接淬火，渗层将保留有大量的残留奥氏体。为了减少残留奥氏体量，提高渗碳层的表面硬度，通常在一次淬火加热前进行高温回火，使残留奥氏体发生分解，碳化物充分析出和聚集。

       一次淬火的优点是工序较简单，便于操作，质量易于控制。但只能侧重提高心部或侧重改善表面性能，难以同时满足两者的要求。该方法适用于固体渗碳的锻件以及气体、液体渗碳的本质粗晶粒钢制成的工件，或某些不宜于直接淬火的锻件，以及设备条件不允许直接淬火的工件。渗碳后需要机械加工的工件也采用该方法。

       3. 二次淬火

       第一次淬火是为了细化心部组织和消除表层网状碳化物，因此加热温度应选在心部的以上30-50℃。第二次淬火是为了改善渗碳层的组织和性能，使其获得细针状马氏体和均匀分布的未溶碳化物颗粒，通常加热到750-800℃。

       二次淬火的优点是表层和心部都能得到较满意的组织和性能。但缺点是锻件经两次高温加热后畸变较严重，渗碳层易发生部分脱碳、氧化，生产周期长及成本高。故一般很少使用，只对粗晶粒钢和使用性能要求很高的锻件才用这种方法。