为什么渗碳用低碳钢

A. 热处理中渗碳的目的是什么

渗碳的目的是使机器零件获得较高的表面硬度、耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

渗碳根据渗剂的聚集态的不同分为固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳三种。

渗碳一般是针对钢来说，钢的渗碳就是钢件在渗碳介质中加热保温，使碳原子渗入钢件表面，使其表面的碳浓度发生改变，从而获得具有一定表面含碳量和一定浓度梯度的热处理工艺。

(1)为什么渗碳用低碳钢扩展阅读

渗碳工件的材简和料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后_钢件表面的化学成分可接近高碳钢。

工件渗碳后还要经过淬火，以得到高的表面硬度，高的耐磨性和疲劳强度，并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性，使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用於察咐橡飞机，汽车和拖拉机等的机械零件，如齿轮，轴，凸轮轴等。

渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以败旁前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。

渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。

工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残馀奥氏体和少量碳化物，心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织，但应避免出现铁素体。

一般渗碳层深度范围为0.8～1.2毫米，深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC58～63，心部硬度为HRC30～42。渗碳淬火后，工件表面产生压缩内应力，对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度，冲击韧性和耐磨性，藉以延长零件的使用寿命。

B. 渗氮是为什么.渗碳是因为低碳钢含碳量不

渗氮是给合金材料提高表面硬度而采用的工艺，渗碳是给低碳合金钢、低碳钢回采用的工艺。之答所以要给一些零件表面渗碳，是由于零件使用的要求：表面要硬，要耐磨，内部要有韧性，要能耐冲击。对于这种情况，只有通过渗碳、淬火才能达到要求。一般常采用渗碳工艺的零件有：轴、齿轮、链轮、花键轴、活塞销及阀门头、凸轮轴及凸轮盘等。

C. 为什么渗碳钢中碳的质量分数均属于低碳的范围

从渗碳难以上考虑，高弹钢、就不需要渗碳了，也实现不了渗碳，因为碳已经基本内上饱和了；容

从力学性能上考虑，一般渗碳的目的是增强金属表面的抗磨损能力，所以采取一些方式将金属表面弄硬，如果采用部分中碳钢及高碳钢也能实现表面很硬，但是他们的心部又达不到很高的耐冲击等韧性要求，所以好多重要的轴、齿轮类零部件都采用低碳钢渗碳或低碳钢碳氮共渗的方式。

常用的材料有20、20Cr、20CrMnTi均可用于渗碳、碳氮共渗；单独渗氮的材料推荐38CrMoAl。
希望有帮助！

D. 关于渗碳的```````原理

渗碳
与其他
化学热处理
一样﹐也包含3个基本过程。
①分解
渗碳介质的分解产生活性
碳原子
。
②吸附
活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层
奥氏体
中﹐使奥氏体中含碳量增加。
③扩散
表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差﹐表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度﹐同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中
合金元素
含量有关。
渗碳零件的材料一般选用
低碳钢
或低碳合金钢(含碳量小於0.25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件
渗碳淬火
后的表层
显微组织
主要为高硬度的
马氏体
加上
残余奥氏体
和少量
碳化物
﹐心部组织为韧性好的
低碳马氏体
或含有非马氏体的组织﹐但应避免出现
铁素体
。一般
渗碳层深度
范围为0.8～1.2毫米﹐深度渗碳时可达2毫米或更深。
表面硬度
可达HRC58～63﹐心部硬度为HRC30～42。渗碳淬火后﹐工件表面产生压缩
内应力
﹐对提高工件的
疲劳强度
有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度﹑
冲击韧性
和耐磨性﹐借以延长零件的使用寿命。
渗碳：是对
金属表面处理
的一种，采用渗碳的多为低碳钢或
低合金钢
，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950
摄氏度
的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。相似的还有低温
渗氮
处理。这是金属材料常见的一种
热处理工艺
。

E. 渗碳钢为什么要用低碳成分的钢

因为钢的含碳量比较低，只有这种情况下才能做到渗碳，如果是高碳钢的话直接就裂开了。

F. 为什么合金渗碳钢一般采用低碳，合金调质钢采用中碳，而合金工具钢采用高碳成分

碳含量显著影响钢的强度硬度和塑韧性, 简单来讲, 碳钢的碳含量越低, 塑性越专好, 但硬度降低, 就是软属; 碳含量高就硬度高, 塑性差, 就脆.
又想钢耐疲劳价格又低廉就用低碳钢, 表面渗碳增加表面的硬度, 同时保持良好的塑韧性;
高碳钢要求高硬度, 比如一些模具钢等, 为了增加硬度就增加碳含量使钢中Fe3C含量增加;
调质钢要求具有很好的综合机械性能，即在保持较高的强度的同时又具有很好的塑性和韧性，低碳钢的低强度显然达不到, 而高碳钢塑韧性达不到, 就只能在中间寻找平衡点用中碳钢.

G. 为何渗碳件全采用低碳钢或者低碳合金钢制造

渗碳的目的是在淬火时能得到高硬度。我们知道，钢材含碳量越高时淬火专得到的硬度属就越高，但相应的其塑性降低，脆性增大。对有些零件，我们希望其芯部有好的韧性，而表面要求高硬度，这时会采用低碳钢或者低碳合金钢制造（后者用于重要零件）。T12钢的加工工艺为：毛坯--球化退火（降低硬度，以利加工）--机加工--淬火（得到高硬度）--精加工（磨削）