汽车渗碳钢等温淬火与淬火-回火工艺的比较

渗碳零件经常在汽车动力总成部件中使用，如齿轮、凸轮轴、滚子轴承等。渗碳处理的优势是在材料表面增加碳含量，以提高材料的耐磨性和强度。通常这些钢是通过气体渗碳处理，即通过升压/扩散的方法，将组件置于高碳势气体中，使碳扩散进入组件中。传统的油淬火通常遵循这一过程，并同时在外壳和组件的心层形成马氏体，然后通过淬火回火处理，降低脆性并增加组件的延展性。

对汽车制造工艺中渗碳件的等温淬火工艺与传统的淬火再回火工艺进行了比较。试验采用SAE8620、4320和8822 3种等级钢经一系列条件的热处理，如等温淬火和淬火-回火处理。使用C-环样品进行检验，并对金相组织、硬度和韧性进行研究。采用X射线衍射比较分别在淬火-回火和等温淬火热处理之后组件的残余应力。

试验表明，采用等温淬火热处理替代传统的淬火-回火过程是可行的。等温淬火的样本表现出较小的失真和较高的压缩残余应力，并且在表面和内部都能保持较高的硬度。等温淬火工艺提供了一种减小失真的方法，并减少了组件对后续热处理和磨削的需要。力学性能表明，对选定的时间和温度参数，等温淬火处理后硬度和韧性水平较高。与预期相同，硬度随温度降低和时间减少而降低，而韧性随等温淬火温度的增加而提高。残余应力测量结果表明，等温淬火处理相比淬火-回火能产生较高的表面压缩应力，能够很好地抵御表面开裂。

Xichen Sun and Peter Bauerle. SAE 2013- 01-0173.

编译：牛妍妍