1、引言
渗碳过程属于化学热处理，是将零件与化学物质接触，在高温下使碳元素进入零件表面的过程，以使零件的表面一定深度内的组织与结构有所改变。渗碳零件的金相检验是对改变了的表面组织进行检测，以便按照相关技术条件进行评定，以保证表面处理后的零件质量。我公司机床渗碳零件、工具和维修件的渗碳处理主要是在II一75型井式渗碳炉中进行。渗碳零件材料主要为20钢、20Cr、18CrMnTi及20MnB钢等。
渗碳介质采用煤油、工业用苯，渗碳温度一般为900℃～920℃，渗碳保温时间根据渗碳层深度要求而定，渗碳后随炉降温至880℃一900℃后出炉空冷。渗碳零件的金相组织检验，一般以随零件装入的渗碳试棒为检验依据。正常情况下，渗碳试样出炉空冷后，随着碳浓度的下降，金相组织由表层向基体，则有：共析渗碳层和亚共析渗碳层。其组织形态是碳化物、珠光体逐渐减少，而铁素体逐渐增加。在过共析层中，除珠光体外，游离渗碳体的形态，依据碳的浓度及扩散情况，可能为均匀弥散分布的点状、小块状或细的网状。在共析层至心部之间的过渡层区，碳的浓度和铁索体的相对含量是逐渐改变的。
在碳钢、合金渗碳钢中，把过共析层、共析层及1／2亚共析层之和作为渗碳层总深度，即从渗碳层表面测量到体积分数为50％珠光体处作为渗碳层总深度。，但由于种种原因，在对渗碳试样金相检验时，经常会检测到一些异常现象。这种异常组织的存在，对零件质量和生产有不良影响，严重时甚至失效报废。
2、几种常见的问题
2.1渗碳屡内出现严重的网状碳化物，渗碳县表面浓度过高严重时，可导致零件在渗碳出炉空冷后虽然未经淬火就自行开裂了。机床零件渗碳后，出现严重的网状或大量游离大块状渗碳体，在工艺上是不符合标准的。例如一些小模数齿轮材料若渗碳体过多，淬火后也不能消除或改善，在使用过程中就会发生崩齿现象。我们通常对渗碳后零件进行正火处理或采取一些改善渗碳体分布的措施，即破网处理，这样可在一定程度上改善渗碳体的分布，但随之也会产生一些新的问题。由于多次高温加热，将使零件尺寸变形增加、表面脱碳，硬度降低等，直接影响到以后的淬火和加工过程。
2.2渗碳后零件表面出现严重的脱碳或贫碳现象金相检验得出，表面脱碳层深度一般不大于0.05mm。若伴随有贫碳现象时，表面的全脱碳层深度将加深。渗碳后脱碳或贫碳层深度较大时，零件表面淬火硬度会大大降低，甚至达不到淬火硬度要求。
2.3渗碳层的显微组织中各部分组织比例不符合要求为提高零件的强度、表面硬度及耐磨性，保证渗层与心部基体牢固的结合，要求渗碳层内过共析层和过渡区的厚度之间要有合适的比例。一般要求过共析层和过渡区的厚度之和应为50％～70％。当此比例过小时，将使淬火后的实际硬化层深度严重减小，在以后工序中磨削加工时便可能将这一层渗碳层磨掉。若过渡层深度过小，在过渡层中碳浓度变化剧烈，将使渗碳层与心部的结合强度降低，甚至可能造成淬火后或使用过程中沿过渡区开裂。所以在渗碳层深度相同的情况下，各部分的比例不同，其渗碳层碳的浓度和淬火后的硬度相差很大，直接影响到零件的强度与耐磨性。
2.4过渡层内晶粒异常长大，渗碳层深度测量困难在测量渗碳层深度时，常因共析层与心部组织之间的过渡层出现异常长大的晶粒，此时，宏观粗相观察与金相显微测量结果又很大差异。 |
