金属组织控制技术与设备课件

钢的表面淬火钢的表面淬火是在不改变工件表面化学成分，而只通过强化手段改变表层组织状态的热处理方法。§3-1表面淬火目的及应用

一、表面淬火目的使零件表面具有高的强度、硬度和耐磨性，要求心部具有一定的强度，足够的塑性和韧性。二、表面淬火的应用最适合表面淬火的材料为中碳调质钢以及球墨铸铁制成的机器零件。

高碳钢表面淬火后，尽管表面硬度和耐磨性提高了，但心部的塑性和韧性较低，因此高碳钢的表面淬火主要用于承受较小冲击和交变载荷工作的工具、量具及冷轧辊。低碳钢表面淬火和强化效果不显著，故很少应用。§3-2表面淬火工艺原理一、相变特点1快速加热对临界点的影响随着加热速度的提高AC1、AC3、ACcm，均升高。2快速加热对A晶粒大小的影响快速加热形成的A其含碳量随着加热速度的提高将偏离钢的平均含碳量。加热速度越快，A晶粒越细小。感应加热升温速度快，保温时间极短。和一般淬火相比，淬火加热温度高，过热度大，奥氏体形核多，又不易长大，因此淬火后表面得到细小的隐晶马氏体。3快速加热对过冷A的转变及M回火的影响快速加热使“C”左移，降低了过冷A的稳定性，因此一般采用水淬。快速加热表层多为板条M，且M成分极不均匀，在淬火过程中低碳M发生自回火，因此回火温度一般应比普通回火略低。二、表面淬火后的金相组织表面淬火后的组织分三区：

淬硬区→过渡区→心部组织如45钢正火后表面淬火由表及里的组织：

M

→M+F→M+F+P→F+S三、表面淬火后的性能1表面硬度表面淬火工件的表面硬度比一般淬火的高3～5HRC。2耐磨性表面淬火工件的耐磨性比一般淬火的高。因为淬硬层中M极为细小，碳化物弥散度、硬度、强度较高以及表层高的压应力综合影响的结果。3疲劳强度表面淬火可以显著提高工件疲劳强度。原因：①工件表面淬火后，表层得到了隐晶马氏体，实现了组织强化。②表面存在残余压应力，减少了表层疲劳裂纹的产生与扩展的危险性。§3-3感应加热表面淬火

InductionHardening感应加热淬火时，由于加热速度快，无保温时间，工件一般不产生氧化和脱碳问题，又因工件内部未被加热，故工件淬火变形小。感应加热淬火的生产率高，便于实现机械化和自动化，淬火层深度又易控制，适合于批量生产形状简单的机器零件，因此得到广泛应用。一、感应加热的基本原理把零件放在纯铜管做成的感应器内（铜管中通水冷却），使感应器通过一定频率的交流电以产生交变磁场。结果在零件内产生频率相同、方向相反的感应电流，称为“涡流”。

涡流在零件截面上分布是不均匀的，表面密度大，中心密度小。1—

冷却水管2—

汇流连接板3—

工件4—

感应器电流的频率越高，涡流集中的表面层越薄。高频感应电流集中在钢件表面的倾向称为表面效应或集肤效应。由于钢本身具有电阻，因而集中于零件表面的涡流由于电阻热把表面层迅速加热到淬火温度，而心部温度不变。所以再随即喷水（合金钢浸油淬火）冷却后，零件表面层被淬硬。工程上规定，当涡流强度从表面向内层降低到表面涡流强度的36.8%时，由该处到表面的距离为电流透入深度δ。这种涡流加热工件在电流透入层中实际上集中了全部热量的85%～90%，其余的热量被损失。高频加热时，电流透入深度的计算参见教课书。频率越高，电流透入深度δ越浅，表面效应越显著。实际上电流透入深度δ并不等于工件硬化层深度。①透入式加热：δ＞工件硬化层深度，称为薄层加热。主要依靠电磁感应直接加热，其厚度近似于热态电流透入深度。②传导式加热：δ＜工件硬化层深度，称为深层加热。温度超过A2时涡流在内层中已没有，借金属表面本身的热量由表向内传导，可使工件得到较大的硬化层厚度。感应加热淬火常见的几种效应：

（1）邻近效应：当载有高频电流的两个导体相互靠近时，若两个导体中电流相反，相邻两侧（内侧）电流密度大；若两个导体的电流方向相同，则相邻两侧（内侧）电流密度小，两外侧电流密度增大。频率越高，这种现象越明显。这就是邻近效应。生产中为了避免邻近效应，常采用旋转加热的方法。（2）环状效应高频电流流过环状或螺旋状导体时，最大电流密度分布在环状导体内侧，这种现象称为环状效应。影响：频率越高，曲率半径越小，则环状效应越显著。（3）尖角效应尖角、棱角及曲率半径较小的凸出部分工件的加热速度比其它部位的快，这一现象称为尖角效应。二、感应加热淬火工艺1预先热处理表面淬火前的预先热处理目的：①为表面淬火作好组织准备；②使工件在整个截面上具备良好的力学性能。调质处理可以很好地满足上述要求。注意：预备热处理时要严格控制表面脱碳，以免降低表面淬火质量。感应加热表面淬火示意图集肤效应示意图2感应加热的频率选用主要供轴类（如直轴、变径轴、凸轮轴、曲轴、齿轮轴等）；齿轮类；套、圈、盘类；机床丝杠类或导轨平面,球头等多种机械（如汽车，摩托车等）零件的表面热处理；钢筋、棒料的自动热处理生产线；薄板及带材和各种压力容器的退火设备的自动生产线。1高频感应加热有效淬硬深度为0.5～2mm，主要用于要求淬硬层较薄的中、小型零件，如小模数齿轮、中小型轴等。2中频感应加热

有效淬硬深度为2～10mm。电源设备分为机械式或可控硅式发生器。主要用于淬硬层要求较深的零件，如直径较大的轴类、中等模数的齿轮、大模数齿轮等3工频感应加热

电流频率在50Hz。电源设备为机械式工频加热装置。有效淬硬深度为10～20mm，主要用于大直径零件（轧辊、火车车轮等）的表面淬火，也可以用于较大直径零件的透热。4超音频感应加热

电流频率一般为20～40MHz，高于音频，故称为超音频，为60年代发展起来的先进表面淬火设备。它兼有高、中频加热的优点，淬硬层略高于高频，而且沿零件轮廓均匀分布。所以，它对用高、中频感应加热难以实现表面淬火的零件有着重要作用，适合于中小模数齿轮、花键轴、链轮等。3比功率△P的选择比功率是指单位面积上供给的电功率。它对工件的淬火加热过程有重要影响。当工件尺寸一定时，△P越大，加热速度越快，工件表面能达到的温度也越高。因此，比功率主要决定了加热速度和可能达到的加热温度。△P的选择一般由工件尺寸、要求的硬化层深度以及设备的频率决定。4淬火加热方式选择按加热时工件运动的形式分为：同时加热法：通电后工件需硬化的表面同时一次加热。连续加热法：在加热过程中感应器与工件相对运动使工件表面逐次加热。在设备频率足够大的条件下，应尽量采用同时加热法。5冷却介质对于中碳钢、中碳低合金钢使用正常比功率时，一般用水冷还可用乳化液。冷却方式一般为喷射冷却，也可用浸液冷却。中碳钢喷水冷却时压力一般采用0.1～0.3MPa，水温在15～30℃，大于30℃不易淬透；中碳低合金钢用水冷时不能冷到底，否则易淬裂。6回火工艺表面淬火后的工件一般只进行低温回火。①炉内回火为了使工件表面保留有较高的残余压应力，回火温度一般是150～180℃，保温1～2h②自行回火利用淬火工件心部剩余热量加热淬化层的回火方法。自回火比炉内回火硬度下降缓慢。③感应加热回火对于长轴或大型工件在连续加热淬火后已经冷透，不能进行自回火，而采用炉内回火时间较长，为了提高生产率及自动化程度，可采用感应加热回火。§3-4火焰加热表面淬火

FlameHardening用一种火焰在一个工件表面上若干尺寸范围内加热，使其奥氏体化并淬火的工艺称为火焰加热表面淬火。火焰加热淬火是利用氧—乙炔（或煤气—氧等）火焰直接加热工件表面，然后立即喷水冷却。火焰淬火示意图淬硬层一般为2～6mm火焰加热表面淬火的优点：①设备简单，使用方便，成本低。②不受工件体积大小的限制，可灵活移动使用。③淬火后表面清洁，无氧化、脱碳现象，变形也小。火焰加热表面淬火的缺点：①表面容易过热。②较难得到小于2mm的淬硬深度，只适用于火焰喷射方便的表层上。③所采用的混合气体有爆炸的危险。火焰加热表面淬火常用的火焰为：乙炔—氧气（约1：1～1：1.5）。乙炔—氧气火焰温度可以达到3200℃，高温火焰将零件表面迅速加热到淬火温度，随即喷水快速冷却，获得所需要的表面淬硬层。火焰分三区：焰心、还原区、全燃区。还原区温度最高。火焰淬火适用范围适用于中碳钢、中碳合金钢及铸铁铸成的大型零件的表面淬火，如大型轴类、大模数齿轮、轧辊、导轨、车床床身的导轨、压模等。第四章化学热处理化学热处理与其他热处理方式比较，其特点是除了组织发生变化外，钢材表面的化学成分也发生了变化。由于表面成分的改变，钢的表面甚至整个钢材的性能也相应发生改变。化学热处理的作用主要是两个方面：①强化表面，提高零件的某些机械性能，如表面硬度、耐磨性、疲劳强度和多次冲击抗力。②保护零件表面，提高某些零件的物理化学性质，如耐高温及耐腐蚀等。由于化学热处理主要是依靠原子向钢中扩散来进行的，所以根据扩散元素的性质不同，可以分为两大类：

（1）与铁形成间隙式固溶体的非金属元素的扩散，如渗碳、氮化及渗硼等，它们都会显著地增加钢的表面硬度和耐磨性。（2）与铁形成置换式固溶体的金属元素扩散，如渗铬、渗铝及渗硅等。渗入金属元素除个别情况是为了增加耐磨性以外，大多数是为了使钢的表面获得某些物理化学性质。如渗铬可以提高耐磨性和耐腐蚀性能；渗铝可以增加高温抗氧化性；渗硅可以提高耐酸性等。与钢的表面淬火相比较，化学热处理虽然存在生产周期长的缺点，但它具有一系列优点：①不受零件外形的限制，都可以获得较均匀的淬硬层。②由于表面成分和组织同时发生了变化，所以耐磨性和疲劳强度更高。③表面过热现象可以在随后的热处理过程中给以消除。§4-1化学热处理原理

一、化学热处理基本过程化学热处理基本上都是由三个过程组成：1.由介质在一定温度和压力下分解出渗入元素的活性原子。分解2.零件表面能吸收活性原子，形成固溶体或化合物。吸收3.活性原子由表面不断向内部扩散，形成一定深度的扩散层。扩散二、加速化学热处理的途径1化学催渗手段改变工件表面活性状态、改变反应过程的热力学、动力学条件，提高渗剂活性等。一般化学催渗的方法只能加速渗剂的分解，提高工件表面吸收能力，从而提高工件表面渗入元素的浓度。2物理催渗手段主要是将工件放在特定的物理场中，如等离子场、真空、高频电磁场、超声波等。利用净化表面和加速扩散过程的手段来提高渗速。§4-2钢的渗碳一、渗碳目的、分类及应用钢的渗碳就是工件在渗碳介质中加热和保温使碳原子渗入表面，获得一定的表面含碳量和一定浓度梯度的工艺。渗碳的目的是使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。根据采用的渗碳剂形态的不同，有气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳三种。理想的渗碳工艺必须满足的要求：（1）表层获得所要求的碳含量。0.8～1.05%C（2）合适的渗层厚度。主要依据工件尺寸和服役条件确定。如齿轮渗碳层厚度常为其模数的15～20%；轴类为其直径的5～10%。渗层厚度一般为0.5～2.5mm。某些特殊工件应特别要求。（3）平缓的浓度梯度。较宽的过渡层使渗层与心部具有良好的结合，在工作过程中不因受重负荷而崩裂。（4）尽可能短的渗碳时间及稳定的渗碳质量。二、渗碳工艺（一）气体渗碳气体渗碳是将工件装入密封加热炉中，加热到900～950℃，通入含碳的气体或滴入含碳液体，使工件在这一温度下渗碳的过程。优点：生产周期短，质量均匀且易控制，操作方便。钢的气体渗碳1常用气体渗碳介质及其组成渗碳介质可分为两大类：一类是碳氢化合物有机液体，如煤油、苯、丙酮、甲醇等，使用时直接滴入渗碳炉中，经裂解后分解出活性碳原子。另一类是吸热性气体，如天然气、煤气、丙烷气等，使用时与空气混合，进行吸热反应，制成可控气氛，进行可控气氛渗碳。碳氢化合物热裂后渗碳气体主要组成：CO、H2O、CO2、N2CnH2n+2（烷类饱和碳氢化合物）CnH2n（烯类不饱和碳氢化合物）CO、CnH2n+2、CnH2n是渗碳组成物H2O、CO2是脱碳气体N2是中性气氛CO是渗碳气氛中的主要组成物。是一个放热反应，是一种较弱的渗碳气氛。烷类饱和碳氢化合物，如CH4是一个吸热反应，是渗碳能力很强的气体。烯类不饱和碳氢化合物，如C2H4介质比较活泼，加热时易发生聚合反应，在工件表面形成碳黑。良好的渗剂应具备下列条件：（1）产气量高。在较短时间内将炉内有害气体尽快排出，使炉气尽快达到还原性的渗碳气氛。（2）产生的碳黑少。在渗碳气氛下不饱和碳氢化合物的含量一般要控制在小于0.5%。（3）含硫量低。2滴注式和吸热式可控气氛碳势的控制碳势：渗碳气氛与A之间达到动态平衡时钢的表面含碳量。滴注式可控气氛渗碳时向炉内同时滴入两种液体：一种液体分解后形成相当于稀释气氛的气体作为载流体；另一种液体分解后形成渗碳能力较强的富化气。滴注式渗剂的选择原则见课本。3渗碳工艺规范的选择气体渗碳工艺过程：加热、渗碳、扩散、冷却渗碳及扩散阶段的控制通常有两种方案：①一段渗碳法（固定碳势法）在渗碳及扩散阶段使炉内气氛的碳势始终控制在工件所要求的表面碳浓度上。方法操作简单，但生产周期长。②分段渗碳法工件在高碳势介质中渗碳，在低碳势介质中扩散。渗碳阶段结束时表层具有超出预定的含碳量，低的渗层深度和高的碳浓度梯度。（二）固体渗碳与气体渗碳法相比较，固体渗碳法速度慢，生产率低，劳动条件差，质量不易控制，故逐渐被气体渗碳法所替代。但由于固体渗碳法设备简单、成本较低，目前小厂仍广泛应用。渗碳剂通常主要是：85～90%木炭粒；10～15%BaCO3

（催渗剂）；3%CaCO3

（填充剂）。工件渗碳剂试棒盖泥封渗碳箱钢的固体渗碳（三）液体渗碳液体渗碳是在能析出活性碳原子的盐浴中进行的渗碳方法。优点：加热速度快，加热均匀，便于渗碳后直接淬火。缺点：多数盐浴有毒。现在大多数使用“603”渗碳剂可达到原料无毒，但反应产物仍有毒。三、渗碳后的热处理1直接淬火法

工件渗碳完毕后，出炉经预冷后再淬火和低温回火的热处理工艺称为直接淬火法。预冷的目的是为了减小淬火变形，并使表面残余奥氏体因碳化物析出而减少。预冷温度应略高于钢的Ar3，否则心部析出铁素体。优点：生产率高，工件脱碳少，变形较小，适用大批量生产。缺点：易发生A晶粒长大。2一次淬火法工件渗碳后随炉冷却或空冷到室温，然后再加热到淬火温度进行淬火和低温回火的处理方法，称为一次淬火法。淬火温度应选在略高于心部的Ac3点，目的是细化心部晶粒和得到低碳马氏体。对不重要或负荷较小的渗碳零件，一次淬火温度可选在Ac1和Ac3之间，约820～850℃，这样可以同时兼顾表层及心部组织同时得到改善。渗碳后一次淬火工艺曲线3

二次淬火法第一次淬火是为了细化心部组织和消除表层网状碳化物，加热温度应选在心部的Ac3以上（850～900℃）。第二次淬火是为了改善渗碳层的组织和性能，使其获得细针状马氏体和均匀分布的未溶碳化物颗粒，通常加热到Ac1以上30～50℃（750～800℃）。直接淬火和一次淬火不能消除表面的严重网状组织四、渗碳后的组织低碳钢零件渗碳缓慢冷却后，其渗层组织由表面向内依次是：过共析组织、共析组织和亚共析组织。二次渗碳体（过共析）珠光体（共析）

铁素体（亚共析）§4-3钢的渗氮渗氮特点1具有高的表面硬度（1000～1100HV，相当于65～72HRC）及耐磨性，这种性能可以维持到相当高的温度（600～650℃）而不明显下降。2具有高的疲劳强度和耐腐蚀性。

3氮化温度较低，常在500～600℃，且氮化后渗层直接获得高硬度，避免了淬火引起的变形。因此氮化处理的工件变形小，适合精密零件的最终处理。但渗氮生产周期长（几十个小时）层较薄（0.5mm），脆性高，不能承受太高的接触应力和冲击载荷。

一、钢的渗氮原理二、渗氮层组织以纯铁为例：590℃以下渗氮的相组成：由表及里为ε→γ’→α渗氮后缓冷组织：由表及里为ε→ε+γ’→α+γ’→α590℃以上渗氮入620℃由表及里为ε→γ’→γ→α渗氮后缓冷组织：由表及里为ε→ε+γ’→γ’+α→α

共析体渗氮后快冷组织：由表及里为ε→γ’→α’→α10钢，650℃渗氮45min缓冷空冷油冷三、渗氮用钢为了满足高硬度、高耐磨的特性，必须选用合金渗氮钢。常用CrMoAl系和CrMo系。这样所形成的合金氮化物由极高的表面硬度、热稳定性和红硬性。Al含量过高，氮化层易脆且含Al渗氮钢易脱碳。四、渗氮工艺1渗氮工艺过程氮化工件在氮化前应进行调质处理，以获得回火索氏体组织，调质处理回火温度一般高于氮化温度。一般氮化件的工艺路线是毛坯→粗机械加工→调质处理→精机械加工→氮化。

氮化后一般不再加工，有时为了消除氮化缺陷，附加一道研磨工序。对精密零件，在氮化前的几道精机械加工工序之间应进行一、二次消除应力处理。氮化工件在装炉前应进行清洗，一般用汽油或酒精等去油。工件表面不得有锈蚀及其他油污。对不需要氮化的工件表面，可用镀锡、镀镍、或其他涂料等方法防渗。常用渗氮钢的调质处理规范钢号淬火温度回火温度38CrMoAlA950℃640℃38CrA850~870℃510~550℃40CrNiMoA840~860℃540~590℃18Cr2Ni4WA860~880℃520~560℃50CrVA850~870℃440~480℃2渗氮工艺参数①渗氮温度提高表面硬度、强度的氮化，渗氮温度一般在480～570℃左右。②氮化时间深层厚度与时间的关系符合抛物线规律。③氨分解率氨分解率=H2体积+N2体积炉气总体积×100%分解率在15～40%使钢件吸收氮的速度最快3氮化工艺方法根据氮化目的不同，氮化工艺方法分为两大类：一类是以提高工件表面硬度、耐磨性及疲劳强度等为主要目的而进行的氮化，称为强化氮化。另一类是以提高工件表面耐腐蚀性为目的的氮化，称为抗蚀氮化，也称防腐氮化㈠强化氮化强化氮化又称为抗磨氮化或硬氮化，是以提高工件耐磨性，抗疲劳性为目的的氮化方法。其氮化层深度一般在0.15～0.75mm之间，由于表层有残余压应力，疲劳强度可提高15～35%，高硬度和耐磨性可保持到600～650℃，常用于模具、螺杆、齿轮、套筒、蜗杆等零件。强化氮化工艺方法有三种，可根据工件材料和技术要求加以选择。1等温氮化等温氮化工艺简单，操作容易，工件表层硬度高（1000～1150HV），变形小。缺点是氮化温度低，因而氮化速度慢，生产周期长，成本高。它适用于要求氮化层浅，尺寸精密，硬度高的零件。如镗床主轴、螺杆、套筒等零件2二段氮化为提高氮化速度，获得更深渗层，可采用二段氮化法。二段氮化和等温氮化相比，表面硬度稍低（850～1000HV），变形略有增大。但氮化速度快，适用于氮化层较深，批量较大的零件。3三段氮化三段氮化的氮化速度高，生产周期短，但在硬度、韧性、变形等方面都比等温氮化差。㈡抗蚀氮化抗蚀氮化是为了使工件表面获得0.015～0.06mm厚的致密的化学稳定性高的ε相层，以提高工件的耐腐蚀性。如果氮化层ε相不完整或有孔隙，工件的耐腐蚀性就下降。抗蚀氮化过程，与强化氮化过程基本相同，只有氮化温度较高，有利于致密的ε相的形成,也有利于缩短氮化时间。经过抗蚀氮化的碳钢、低合金钢及铸铁零件，在自来水、湿空气、过热蒸气以及弱碱液中，具有良好的耐腐蚀性能。因此已用来制作自来水龙头，锅炉汽管、水管阀门及门把手等，代替铜件和镀铬件。但是，氮化层在酸溶液中没有耐腐蚀性。（三）不锈钢、耐热钢渗氮这类钢表面具有保护性的氧化膜称为钝化膜，阻碍了氮原子的渗入。不锈钢表面渗氮的关键就是去除钝化膜。喷砂或酸洗虽可去除钝化膜，但在工件放置过程中会重新生成钝化膜。采用氮化炉中放入固态氯化铵还原钝化膜的方法较好。4氮化层质量的检查氮化深度检查常用显微分析法：将氮化后的试样制成金相样品，在金相显微镜下观察氮化层深度。由于氮化层与中心组织不同而显示出有明暗的区别，故可测出其深度（测至氮化层与基体的明显交界处）。氮化层硬度检查常用表面洛氏硬度计和显微硬度计进行检查硬度。为了避免负荷过大使渗层压穿，负荷过小测量不精确，应根据渗氮深度来选择负荷。氮化后心部可用洛氏硬度计检查。氮化层的脆性检查§4-3钢的碳氮共渗一、碳氮共渗工艺特点①渗层碳浓度因氮的渗入而提高。②渗层相变温度因氮的渗入而降低。③渗层厚度因氮的渗入而加大。④渗层的临界冷速因氮的渗入而降低。⑤渗层的MS点因氮的渗入而降低，AR增多二、中温气体碳氮共渗1共渗介质①渗碳介质+通氨②含碳氮原子的有机化合物如三乙醇胺、甲酰胺、尿素等2共渗温度及时间

一般820～860℃；2～4小时3共渗后的热处理及其组织由于共渗温度较低，一般均采用直接淬火。为了避免淬火后AR过多，可在淬火前进行预冷。一般共渗层缓冷后的组织与渗碳相似，在表层有较多的碳氮化合物。4碳氮共渗工件常见缺陷网状屈氏体及黑色组织网状屈氏体是由于合金元素的内氧化导致的结果。对于由内氧化引起而产生的网状屈氏体，可进行高温重新加热淬火，使部分氧化物溶入奥氏体中，增加奥氏体的稳定性，将减轻屈氏体网的形成。黑色组织是指在碳氮共渗表层中出现的黑点、黑带和黑网。形成的原因主要是渗层中氮含量过高，共渗时间较长时碳浓度增高，发生氮化物分解及脱氮过程，使原子氮变为分子氮而形成孔洞。黑色组织在抛光后未经过腐蚀的试样仍可观察到。

网状屈氏体黑色组织三、低温氮碳共渗（软氮化）1软氮化工艺特点①软氮化时，钢的表面首先被碳饱和，并形成极细小的碳化物，以碳化物作为媒介促进渗氮，加速了氮化过程。②在碳氮共渗化合物层ε相中，除含有氮外，还有一定量的碳（2%±)，使ε相的脆性降低。③软氮化温度为570℃，软氮化后快冷可得到α，，硬度较大幅度提高（10HRC）。2软氮化介质①以氨气为主体添加渗碳气氛。②液体有机介质。如甲酰胺、三乙醇胺等3软氮化时间按渗层厚度要求决定，一般1～6小时。4QPQ处理（盐浴软氮化）QPQ技术的实质是盐浴氮碳共渗后进行氧化、抛光、再氧化的复合处理。QPQ处理使工件表面粗糙度大大降低，显著提高了耐蚀性，并保持了盐浴氮碳共渗层的耐磨性、抗疲劳性和抗咬合性5氮碳共渗渗层组织氮碳共渗渗层组织分为两层：外层：白亮层其主要为含碳氮的ε相，视碳、氮含量不同，还会有少量γ′和Fe3C内层：含氮扩散层氮碳共渗后的试样淬火并进行300℃回火1h，可观察到沿铁素体一定晶面析出的针状γ′相，扩散层深度测量至针状γ′相完全消失为止。6奥氏体氮碳共渗奥氏体氮碳共渗是在介于Fe-N-C三元共析点与Fe-C系共析点之间的温度范围内，同时渗入氮和碳的化学热处理方法。常用的奥氏体氮碳共渗温度为600～700℃

。此时这含氮的表层已部分转变为奥氏体，而不含氮的基体则保持原组织不变，冷却后表面形成化合物层及奥氏体转变层。在共渗温度下，渗层表