16NCDl3 15CDV6 滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼標準滲碳鋼合金鋼

滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼    經(jīng)表面滲碳和適當熱處理的低碳合金鋼簡稱滲碳鋼。經(jīng)過這種工藝處理的零件整體有足夠高的強度和韌性，而表面則具有高硬度和耐磨性。這類鋼是表面硬化合金結(jié)構(gòu)鋼中開發(fā)最早，用途最廣的一種。它們廣泛用于制造齒輪、銷桿及軸類等，在使用過程中承受彎曲、沖擊、交變等多種負荷，而且相互之間還有一定接觸應(yīng)力導(dǎo)致相對摩擦的零部件。

技術(shù)要求 滲碳鋼應(yīng)具備的主要性能有：強度、韌性、表面硬度和工藝性能。

強度 滲碳鋼要有足夠高的強度。例如齒輪在滲碳后心部應(yīng)有足夠高的屈服強度，以保證齒輪齒部經(jīng)受彎曲負荷時，在滲碳層出現(xiàn)裂紋以前，心部或過渡層不發(fā)生塑性變形。實踐證明，隨著心部強度的提高，滲碳層的強度也隨之提高。

沖擊韌性 滲碳鋼要有良好的沖擊韌性。由于滲碳層的硬度高，而韌性較低，在沖擊負荷下，滲碳件往往在滲碳層先產(chǎn)生裂紋。因此，為了要提高滲碳件的韌性，首先要改善滲碳層的組織，提高滲碳層的韌性，使裂紋不易產(chǎn)生。其次，要使心部具有高的韌性，以便一旦滲碳層形成裂紋，不會迅速擴展到整個斷面，發(fā)生脆性破壞。

表面硬度 滲碳鋼的表面層要有高的硬度(HRc56～63)，才能有好的耐磨性，保證滲碳件不過早磨損或因接觸疲勞破壞而失效。

工藝性能 滲碳鋼應(yīng)具有一般結(jié)構(gòu)鋼所具有的鍛造性、切削性。在熱處理方面，除要求過熱敏感性小和淬火變形小以外，還要求有良好的滲碳適應(yīng)性，即滲碳速度快、表面碳含量適合、過渡層平緩、滲碳層的殘余奧氏體量少等。

合金化 其目的主要是提高鋼的淬透性。根據(jù)滲碳零件的非均質(zhì)特點，滲碳鋼的合金化應(yīng)從基體(心部)和滲層兩個方面來考慮。

熱處理滲碳鋼零件的熱處理包括機械加工前的預(yù)處理和最終處理。預(yù)處理的目的是消除鍛造應(yīng)力及保證適當?shù)挠捕?，改善切削加工性能。根?jù)不同鋼種和預(yù)處理要求進行不同的預(yù)處理：正火、正火+回火、淬火+回火。例如制造齒輪的20CrMnTi鋼鍛造后進行950～970℃正火是為了消除鍛造應(yīng)力，并保證進行正常切削加工所需的硬度。淬透性高的中合金滲碳鋼18Cr2Ni4wA在正火后得到馬氏體組織，硬度很高，必需再進行高溫回火進行軟化。12CrNi3A齒輪鋼則需用調(diào)質(zhì)來改善切削加工性能。最終處理的目的是使?jié)B碳鋼零件達到規(guī)定的性能要求。滲碳后一般進行淬火和低溫回火處理。根據(jù)鋼種和性能要求的不同，可以進行各種組合的最終處理。

滲碳后仍能保持細晶粒，淬火時表面層不易出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物的鋼和在滲碳后不再需要切削加工的零件(如20CrMnTi鋼制齒輪)，可以采用滲碳后直接淬火+低溫回火工藝。直接淬火工序簡單，成本低，變形小，而且滲碳層的殘余奧氏體量少。這是目前許多工廠都采用的工藝。

滲碳時晶粒易長大的鋼，或滲碳后需要進行切削加工的零件，則需要采用滲碳后先冷卻、然后再進行淬火+低溫回火工藝。滲碳時晶粒長大，而力學(xué)性能又要求很高的零件有時還采用二次淬火+低溫回火工藝。采用二次淬火零件變形較大，有時第一次淬火可用正火代替，以減少變形。

中合金高淬透性滲碳鋼在淬火前還要求進行一次或多次高溫回火，這樣可以降低淬火后滲層中的殘余奧氏體量，同時可以降低零件硬度和改善切削加工性能。一些心部具有很高的綜合力學(xué)性能而表面又需要有高的硬度和耐磨性的重載滲碳部件，在淬火時先放入200℃左右的鹽浴中進行等溫處理，然后再進行500～550℃高溫回火，最終進行低溫回火。這樣，滲碳層既可得到高碳的回火馬氏體，從而保持高的硬度和耐磨性，而心部保持回火索氏體以保證高的強韌性。

分類滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼按淬透性和強度高低可以分為三大類：低淬透性滲碳鋼、中淬透性滲碳鋼和高淬透性滲碳鋼。

(1)低淬透性滲碳鋼(鞏蘭800～1000MPa)，包括合金元素含量較低的錳鋼、錳釩鋼、鉻鋼、鉻釩鋼，它們用于不重要的齒輪、軸件以及小齒輪、小軸、活塞銷等滲碳件。

(2)中淬透性滲碳鋼(鞏蘭1000～1200MPa)，包括合金元素含量較高的鉻錳鋼、鉻錳鈦鋼、鉻錳鉬鋼以及多元素含硼鋼。用于汽車、拖拉機主齒輪、活塞銷等滲碳件。

(3)高淬透性滲碳鋼(鞏蘭> 1200MPa)，包括鉻鎳鋼、鉻錳鉬鋼、鉻鎳鎢鋼等多元素中合金鋼，用于大型及重要的齒輪、軸件等滲碳件。