各种渗碳材料的性能和特点？？

guowen85

欢迎各位探讨一下常用渗碳材料( 20Cr  20CrMnTi 20  DC01 20CrMo 20CrMnMo  8620H 18Cr2Ni4W ........)在渗碳时各有什么特征？比如说，哪些材料渗碳速度较快，哪些较慢，为什么会出现这样的情况？

陈磊

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℃。

guowen85

你所分析的只是渗碳速度和温度的关系，不同材料渗碳速度也有很大的差别！如：8620H 20CrMnTi 20Cr 渗碳速度明显不一样，这是不是跟材料所含合金元素有关系？

子玄

Cr是强碳化物形成元素，但都要综各元素考虑，18Cr2Ni4WA，这样材料残A多，空冷硬度都很达60，淬透性好

chenfei89

陈磊 发表于 2012-4-5 14:59
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 ...

为什么没有人能够研究出来更高的温度加热呢？？

小孟

chenfei89 发表于 2012-4-9 20:34
为什么没有人能够研究出来更高的温度加热呢？？

除非材料在这种情况下晶粒度不会过度长大。要使高温条件下晶粒度不过度长大，材料中必然含有大量的强碳化物形成元素（V/Nb/Ti等），但是材料的成本又增加了不少。