为什么钢铁零件渗碳温度

A. 钢渗碳为什么在奥氏体而不在铁素体状态下进行

常用的固体渗碳温度为900-930度，而且根据铁碳状态图，只有在奥氏体区域，铁中碳的温度才可能有很大范围的变动，碳的扩散才能再单向的奥氏体中进行，900这温度恰恰保证了渗碳钢的AC3点稍高，保证了上述条件的实现。

而且根据渗碳原理来说，温度越高，渗碳的越完全。但是又不能过高，因为要考虑到奥氏体晶粒的长大。

但是铁素体就不行了，首先亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体，这个因素导致了铁素体的强度和硬度的不高。其次铁素体的显微组织与纯铁相同，呈明亮的多边形晶粒组织，所以导致了其AC3温度的不高，才700度左右。

渗碳钢通常指需经渗碳淬火、低温回火后使用的钢。它一般为低碳的优质碳素结构钢与合金结构钢，亦可分别称为碳素渗碳钢与合金渗碳钢。其成分特点是低的含碳量，一般为0.1%～0.25%；主要合金元素有Ni、Cr、Mn等，辅助合金元素有W、Mo、V、Ti等。

(1)为什么钢铁零件渗碳温度扩展阅读：

渗碳钢的预先热处理通常采用正火，对于高淬透性的渗碳钢，可采用空冷淬火后高温回火，获得回火索氏体组织，改善切削加工性能。

渗碳钢的最终热处理一般都是在渗碳后进行直接淬火或一次淬火，180～200℃低温回火。处理后工件表面硬度一般为58～64HRC，心部的组织和硬度则取决于钢的淬透性和截面尺寸大小。

提高心部的强度将提高齿轮的承载能力，并防止渗层剥落。而心部的强度则取决于钢中含碳量及淬透性。

当淬透性足够时，心部得到全部位错马氏体组织；如淬透性不足，则出现非马氏体组织。常加入的合金元素有Cr、Mn、Ni、B、Mo、W和Si等。Ni对渗层和心部的韧性和强度都十分有利，因而高级渗碳钢中都含有较多的Ni。

B. 为什么钢铁零件渗碳温度一般要选择在γ相区中进行若不在γ相区进行会有什么后果

具体讲比较麻烦，间的说就是温度高了，晶粒就变大，钢的强度，疲劳极限，塑性，就是所有的力学性能都会降低。所以温度必须控制在规定范围。

C. 低碳钢渗碳为什么在950度

低碳钢渗碳温度在来950°，是因为自950是奥氏体化温度区间。
a-Fe中的最大碳溶解度只有0.0218%，对于含碳质量分数大于0.0218%的钢铁，在渗碳是零件中的碳溶度梯度为零，渗碳无法进行，即使是纯铁，在a相渗碳是铁中的溶度梯度很小，在表面也不能获得高含炭层；如果温度渗碳温度过低，扩散系数也很小，渗碳过程极慢，没有实际意义。而γ-Fe中的碳溶度高，渗碳时在表层可以获得较高的碳溶度梯度，使渗碳顺利进行。此外，γ-Fe的温度较高（超过了800），加速了渗碳过程。
因此，低碳钢渗碳在950度。
这个问题在材料科学基础上，是常见的问题，也是考验经常考察的知识点。

D. 材料科学基础 为什么渗碳可以在 中进行而不能在

渗碳在奥氏复体中进行制,不在铁素体中进行
钢渗碳的目的是机器零件获得高的表面硬度，耐磨性及高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。
常用的固体渗碳温度为900-930摄氏度，而且根据铁碳状态图，只有在奥氏体区域，铁中碳的温度才可能有很大范围的变动，碳的扩散才能再单向的奥氏体中进行，900摄氏度恰恰保证了渗碳钢的AC3点稍高，保证了上述条件的实现根据渗碳原理来说，温度越高，渗碳的越完全。但是又不能过高，因为要考虑到奥氏体晶粒的长大。
铁素体的强度和硬度的不高。其次铁素体的显微组织与纯铁相同，呈明亮的多边形晶粒组织，所以导致了其AC3温度的不高，才700摄氏度左右。

E. 钢材在进行渗碳处理时,为什么温度是影响渗碳的重要因素从1200K 和1300K 条件

物质的温度越高，物质具有的能量越高，渗碳也是这样的原理，温度高，碳原子才有足够的能量进入钢材，以固溶体或渗碳体的形式存在。

F. 常用渗碳温度为什么选择930℃左右

在渗碳介质、渗碳时间相同的条件下，渗碳温度越高，表面碳浓度也越高，渗入速度增大，渗层的碳浓度和厚度也随之增加，而且渗层中碳的浓度梯度变化较平缓；如果温度太低，效果则相反。其主要原因是：提高渗碳温度，可以显著地提高扩散系数。
当渗碳温度从920℃升高到1000℃时，扩散系数可提高1.7倍以上。所以提高渗碳温度能提高渗速，缩短渗碳时间。如获得1.5mm的渗层，930℃需7h，而1000℃时只需3h；反之，如果渗碳时间相同，则其渗层深度也必定增大。此外，由于温度越高，碳原子从表面向内部的扩散迁移速度也越高，因而从表及里的碳浓度梯度就必定趋于平缓。随着渗碳温度的提高，Fe原子自扩散加剧，使钢件表面脱位原子和空穴数增多，更又利于表面吸收和溶解碳原子。同时，温度升高也增加了奥氏体对碳的溶解度。此外，提高渗碳温度还能降低合金碳化物的稳定性，使碳化物溶解到奥氏体中，碳原子从碳化物中解脱出来成为自由状态，有利于扩散和增加奥氏体的溶碳能力。由此可见，提高渗碳温度，不仅能提高渗速、增加渗层深度、减缓浓度梯度的变化，而且也能提高渗层的碳浓度。
提高渗碳温度虽然有以上好处，但也存在着一些尚待解决的问题。首先，需要解决设备方面的问题，目前的渗碳炉最高使用温度为950℃以上长时间加热渗碳，晶粒都会急速长大，导致力学性能恶化，往往渗碳后要增加细化晶粒的正火或不得不进行双重淬火，工件的变形打，也增加了生产成本。
目前生产中，常规的渗碳工艺温度大都选定为920~950℃。

G. 渗碳温度

编辑词条渗碳
渗碳（carburizing/carburization）
渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于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。渗碳工艺广泛用于飞机、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。30年代，连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960～1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代，出现了真空渗碳和离子渗碳。
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。
分类
按含碳介质的不同，渗碳可分为固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳和碳氮共渗。
固体渗碳
把零件埋在装满固体渗碳剂(主要成分是木炭，并有碳酸钠、碳酸钡等作催渗剂)的容器中加热，在高温下通过碳与催渗剂的化学反应分解出活性碳原子，渗入零件表面。固体渗碳可以在各种加热炉中进行，简单易行，但质量不易控制，周期长，劳动条件差。

H. 关于渗碳

含碳高于2.11%的生铁不会吸收碳，生铁在大约1150摄氏度开始熔化，你说的温度下生铁开始熔化了，固相中的碳要向液相中排出。低碳钢在这个温度可以增碳。固体渗碳是将钢铁材料埋入渗碳剂（比如木炭）里面实现的，老铁匠也可以这么渗碳。气体渗碳是让炉气里面含有一定浓度的含碳气氛实现的,比如通入天然气、丙烷、丁烷等气体，实际是调节炉气中CO和CO2等气体的浓度和比例实现一定的碳势。

在炉子里面，钢铁材料是增碳还是脱碳可以通过控制气氛含量实现。就是说，让炉气的碳势大于钢材的含碳量可以增碳，让炉气的碳势低于钢材含碳量就可以脱碳。

你说的是炼铁过程中碳的增加。
炼铁的原料:铁矿石、焦炭（古代使用木炭）、热空气、石灰石。
铁矿石中的氧化铁通过CO作还原剂还原出铁，还原过程中，在生成二氧化碳的同时，一部分C渗入铁中直到使铁达到铸铁成份。
可以看到炼铁比炼钢温度低，炼钢才会用到我们说的固体渗碳或气体渗碳。固体或气体渗碳温度一般在900度左右。固体渗碳时候木炭和工件放入容器，不要燃烧。