浸炭は、浸炭原子を鋼部品の表面に膨張させた後、焼入れおよび低温焼戻しを行う表面熱処理方法です。 浸炭プロセスは、鋼の耐摩耗性、耐久性、靭性、およびその他の特性を大幅に向上させることができます。 処理後、部品のコアは十分な強度と靭性を備えた低炭素マルテンサイトであり、表面は硬くて耐摩耗性の焼き戻しマルテンサイトとある程度の微細な炭化物構造です。 製鋼浸炭部品を浸炭鋼と呼びます。
自動車のトランスミッションギア、CAMの内燃エンジン、ピストンピンなどの一部の構造部品は、強い衝撃や摩耗条件下で、表面硬度と耐摩耗性が高く、コアの強度と靭性が高くなります。 、浸炭焼入れ後の低炭素鋼と低温焼戻しにより得られる部品の中心は、高靭性と十分な強度を確保するための低炭素鋼焼入れ組織であり、表面（特定の深さ）は高い炭素含有量（0.85％〜1.05％）および焼入れ後の高硬度（HRC> 60）で、優れた耐摩耗性を備えています。
一般的な浸炭の炭素含有量は非常に低く（0.15％〜0.25％）、浸炭部品のコアが優れた靭性と可塑性を備えていることが保証されます。 鋼のコアの強度を向上させるために、Cr、Ni、Mn、Mo、W、Ti、Bなどの一定量の合金元素を鋼に添加することができます。 その中でも、Cr、Mn、Niなどの合金元素は鋼の焼入れ性を高めることができるため、低温での焼入れ焼戻し後に表面とコアの微細構造が強化されます。 少量のMo、W、Tiおよびその他の炭化物形成元素は、安定した合金炭化物を形成し、結晶粒径を微細化し、浸炭中の鋼部品の過熱を抑制します。 微量のB（0.001％〜0.004％）は、合金浸炭鋼の焼入れ性を大幅に向上させることができます。
合金浸炭鋼は、焼入れ性や強度により、次のXNUMX種類に分類できます。
低焼入れ性合金浸炭鋼
これは、800、1330,1340,5115,5120,5140、XNUMX、XNUMX、XNUMXなどの低強度浸炭鋼（引張強度≤XNUMXMPa）です。この種の鋼は、硬化性、強度は低くなりますが、浸炭、焼入れ、低温焼戻し後の靭性は低くなります。 主に、カムシャフト、ピストンピン、スライダー、ディーゼルエンジンのピニオンなど、力が小さく強度要件の低い耐摩耗部品の製造に使用されます。この種の鋼は、コアグレインが容易な場合に浸炭します。特にマンガン鋼が成長します。 高性能が要求される場合、浸炭後、すなわち浸炭後、最初の正規化処理を行って浸炭時に形成された過熱組織を除去し、次に再加熱および焼入れすることが多い。
中程度の焼入れ性の合金浸炭鋼
つまり、E800、E1200などの中強度浸炭鋼（引張強度= 4180〜3310MPa）で、合金元素の合計が約4％で、鋼にCrとMn元素を添加すると、硬化性と機械的特性を効果的に向上させることができます（引張強度= 1000〜1200 Mpa）、自動車、トラクタートランスミッション、駆動車軸ギア、ギアシャフト、クロスピンヘッド、スプラインシャフト、バルブシート、CAMプレートなどの大型ギアの重負荷および中負荷用の摩耗部品の製造に使用されます。 。この種の鋼は、Ti、V、Moを含むため、浸炭オーステナイト粒の成長傾向が小さく、約870°Cの直接焼入れまで自己浸炭温度で予冷し、低温焼戻し後、部品の機械的特性が向上します。 。
焼入れ性の高い合金浸炭鋼
これは、 4130鋼などの高強度浸炭鋼（引張強度 > 1200MPa）です。合金元素の総含有量は7.5%未満です。CrとNiの元素が多いため、鋼の焼入れ性を大幅に向上させることができます。特にNiを多く添加すると、強度を向上させながら優れた靭性を得ることができます。ディーゼル機関車のアクティブトラクションギア、ディーゼルエンジンのクランクシャフト、シリンダーヘッドのコネクティングロッドと精密ボルトなど、重荷重と強い摩耗を受ける重要な大型部品として使用できます。合金元素の含有量が多いため、C曲線が右にシフトし、空冷でマルテンサイト組織が得られます。マルテンサイト転移温度が急激に低下するため、焼入れ後に浸炭表面に大量の残留オーステナイトが残ります。焼入れ後の残留オーステナイト量を減らすためには、焼入れ前に高温焼戻しを行って炭化物を球状化させるか、焼入れ後に冷間処理を行うことができる。
