汽車滲碳鋼等溫淬火與淬火-回火工藝的比較

滲碳零件經(jīng)常在汽車動(dòng)力總成部件中使用，如齒輪、凸輪軸、滾子軸承等。滲碳處理的優(yōu)勢是在材料表面增加碳含量，以提高材料的耐磨性和強(qiáng)度。通常這些鋼是通過氣體滲碳處理，即通過升壓/擴(kuò)散的方法，將組件置于高碳勢氣體中，使碳擴(kuò)散進(jìn)入組件中。傳統(tǒng)的油淬火通常遵循這一過程，并同時(shí)在外殼和組件的心層形成馬氏體，然后通過淬火回火處理，降低脆性并增加組件的延展性。

對汽車制造工藝中滲碳件的等溫淬火工藝與傳統(tǒng)的淬火再回火工藝進(jìn)行了比較。試驗(yàn)采用SAE8620、4320和8822 3種等級(jí)鋼經(jīng)一系列條件的熱處理，如等溫淬火和淬火-回火處理。使用C-環(huán)樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，并對金相組織、硬度和韌性進(jìn)行研究。采用X射線衍射比較分別在淬火-回火和等溫淬火熱處理之后組件的殘余應(yīng)力。

試驗(yàn)表明，采用等溫淬火熱處理替代傳統(tǒng)的淬火-回火過程是可行的。等溫淬火的樣本表現(xiàn)出較小的失真和較高的壓縮殘余應(yīng)力，并且在表面和內(nèi)部都能保持較高的硬度。等溫淬火工藝提供了一種減小失真的方法，并減少了組件對后續(xù)熱處理和磨削的需要。力學(xué)性能表明，對選定的時(shí)間和溫度參數(shù)，等溫淬火處理后硬度和韌性水平較高。與預(yù)期相同，硬度隨溫度降低和時(shí)間減少而降低，而韌性隨等溫淬火溫度的增加而提高。殘余應(yīng)力測量結(jié)果表明，等溫淬火處理相比淬火-回火能產(chǎn)生較高的表面壓縮應(yīng)力，能夠很好地抵御表面開裂。

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

編譯：牛妍妍