滲碳零件經常在汽車動力總成部件中使用,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度。通常這些鋼是通過氣體滲碳處理,即通過升壓/擴散的方法,將組件置于高碳勢氣體中,使碳擴散進入組件中。傳統(tǒng)的油淬火通常遵循這一過程,并同時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行了比較。試驗采用SAE8620、4320和8822 3種等級鋼經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)樣品進行檢驗,并對金相組織、硬度和韌性進行研究。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力。
試驗表明,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出較小的失真和較高的壓縮殘余應力,并且在表面和內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。力學性能表明,對選定的時間和溫度參數,等溫淬火處理后硬度和韌性水平較高。與預期相同,硬度隨溫度降低和時間減少而降低,而韌性隨等溫淬火溫度的增加而提高。殘余應力測量結果表明,等溫淬火處理相比淬火-回火能產生較高的表面壓縮應力,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