选择渗碳层深度以提升渗碳用钢综合性能

渗碳用于下列情况：①零件表面需要很高的耐磨性；②在工作过程中，摩擦表面或截面的形状不允许有显著改变；③承受弯曲、扭转负荷或交变负荷。选择渗碳用钢时，应该特别注意下面一些问题：

（1）应该同时考虑钢的表面和心部淬透性这是因为含碳量的不同，表面和心部的淬透性也大不相同，对于某种钢来讲，表面和心部淬透性的差别是特别大的。例如含硼渗碳钢就是这样。随着含碳量的提高，硼对增加钢的淬透性的作用有所降低；当含碳量达到0.9%以上时，硼增加淬透性的作用完全消除。心部淬透得到低碳马氏体，具有良好的综合力学性能，心部强度大大提高，对整个渗碳件的抗弯强度和疲劳强度（特别是接触疲劳强度）是有良好影响的。而渗碳层淬透性不够，则达不到要求的硬度、耐磨性及残余应力。

（2）应该合理选择渗碳层深度大量的试验结果表明，不同服役条件及不同截面尺寸的渗碳零件，均存在一个最好的渗碳层深度。在这样的渗碳层深度，零件的疲劳强度最高，综合力学性能最好。(www.xing528.com)

（3）应该合理选择和注意控制渗碳层的化学成分和组织。单从强度（包括疲劳强度）方面来讲，渗碳层含碳量0.8%～0.9%最好，残余奥氏体和碳化物应尽量少。而从耐磨性方面考虑，则希望碳含量稍高一些，达到1.0%～1.1%，希望有少量均匀分布的碳化物以及一定量的残余奥氏体。因此，应针对零件的失效特点是耐磨性起主导作用还是疲劳强度起主导作用而定。

（4）应该合理选择钢的碳含量渗碳件的心部含碳量对整个渗碳件的力学性能的影响是很复杂的。一方面，随着心部含碳量的提高（如要淬火后心部组织完全为马氏体），心部硬度和强度也提高，因而使得整个渗碳件的强度提高；而另一方面，随着心部碳含量提高，会使淬火后渗碳层和心部的比容差减小，因而使得表层有利的残余压应力数值降低，这对疲劳强度是不利的。此外，心部碳含量对过渡层的强度以及整个零件的脆性破坏倾向都有影响。总之，心部碳含量对渗碳零件性能的影响是互相矛盾的诸因素共同作用的结果；对于一定几何形状、一定服役条件的零件，有一最理想的含碳量，这时得到的综合性能最好。