齿轮表面非马分析

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1、表面层非马氏体组织形成的原因和防止措施0引言文献［1］对渗碳淬火件表面层非马氏体组织形成的原因和防上措施作了阐述。文献［2］对非马氏体组织的组成顺序作了补充，并再次强调必需浅腐蚀，其腐蚀吋I'可为金相标准GB/T9450-2005《钢铁渗碳淬火硬化层深度的测定和校核》中的1/2-1/3为准。同时,对各种措施下所形成非马氏体组织的厚薄进行了评述。经过近年來的探索和研究，有必要再次叙述。并对采用喷丸和磨齿筹被动措施后的加工工序来减少非马氏体组织层深提出了值得制造厂家考虑的问题。1关于渗碳淬火件表面层非马氏体组织己被公认的非马体组织是由内氧化的贫合金化元素导致而形成。一口形成此类组织，其后果是降低

2、表面侦度和耐磨性以及疲劳极限，并由晶粒边界或氧化物的应力集小区域，萌生细微裂纹，并向更深的地方延伸……。渗碳淬火件的非马氏体组织包插：表面脱碳形成的铁素体、表层沿晶界形成的屈氏体,有些钢种还有贝氏体。以及在不腐蚀条件所见到晶界氧化.对罪马氏体组织的组成顺序最严重态排序［2］为：铁素体、铁素体+屈氏体（第一条黑网）、屈氏体（黑带）、屈氏体+马氏体（第二条黑网）、贝氏体+马氏体、马氏体。一般讲不腐蚀条件卜•所见到的晶界氧化深度小于浅腐蚀状态下的非马氏体组织的深度。2影响形成非马氏体组织的因素2.1渗碳气氛屮气源的选择［4、5］由于内氧化是氧的参与：古老的渗碳机理C0-Cad+C02,这种渗碳机理

3、必然是在一边渗碳的同时，一边内氧化，并H使渗碳速度减缓。而无氧参与下的渗碳气源，其渗碳机理如2冃前能产生的无氧下渗碳的气源，这些气源在一定条件下才能优化。（务必注意优化措施）甲烷CH4Cad+H2苏联学者于1966年最早发现，70年代*德国、美国学者持同样观点丙烷C3HC+2CH3Cad+H284*C2H4+HC3H84Cad+CH4*3Cad+H2C2H2+H22Cad+CH4+2H23CaC3H8+CH4d+H2乙烯C2H4Cad4-CH4*2Cad+H2丄德国易普森和法国汤姆森在低压真空炉内使乙烘C2H22Cad+H2山O*能直接产生活性碳的渗碳机理重庆地区的乙烘（C2H2）、内烷（C

4、3H8）、甲醇也是天然气制造的,均存在含水、含硫指标过一般6mg/m3左右。要使无氧参加下的渗碳技术达到最多的门由活性碳原了，气源必须要考虑含硫、含水的控制，而且越低越好。优化这些气源的措施，水、含硫量控制越低越好。特别要强调稳定性、町靠性的控制［2、3、4、6］。由于城市天然气中含有水和有机硫、无机硫：而口波动很大以至于同一外国著名公司的不同作者，作出不同的结论。有些教授只知用甲烷做试验何无水、硫介念……，对硫引起氧探头寿命降低的思路不明。重庆地区的天然气经拾多年检测为［3］：有机硫30-248mg/m3＞无机硫10-70mg/m3＞水份露点＞10—24°C。有时因天然气矿脱硫设备检修，城

5、市天然气无机硫高达1100mg/m3,这时很多厂家就会停产，而采用天然气净化设备的厂家，只需将再生时间缩短就可，无需停产。英俄日徳资料均对气源提出含硫控制，而且指出原料气充分除硫［9］。有的厂家勿略上述问题，已遭受市场的冷落；有些进口设备厂家渐渐地退岀中国市场。由对比空气密度1・27kg.m-3,乙烘1.17、甲烷0.72、丙烷1.9,可见甲烷分子链简单、最易裂解，不易在炉内存在死角［ll-12］o很多资料写明，古老的天然气在930"C以上可充分裂解，随着温度的下降不易充分裂解，而现在经充分净化后，在910°C长期渗碳后，工件表面稳定地无碳黑、表面呈光亮银灰色，英渗碳的表面硬度和非马氏体组织

6、均达到德国波尔舍、奔驰、宝马等盂在真空炉下渗碳的企业标准。在850〜860C下的C—N共渗后，表而也呈光亮、银灰色、无碳黑。2.1.1天然气的质量问题当人们在研究各种气源渗碳时，并比较各种气源渗碳的结果而确认，天然气气源是所冇渗碳热处理气源中最好的气源［1、11］,它不仅仅是价廉，能大大降低成木（四川重型汽车制造厂、-•汽大众采用净化的天然气牛产后单气源耗损年节约约50万元；株齿公司［3、6］年节约85万，还未计算其产量直接捉髙11%+Rx气氛不烧炭黑总共产量提高18%带来的经济效益，以及吃净化气源设备寿命总体提高的效益。），而H•渗碳传输最快，保持较高的有效碳势当量（排除那部分能增加碳势，

7、但进入渗碳件因氧参与下的内氧化，使渗碳速度较缓，活力较差的碳势）；表而含碳量最高；渗碳吋间最短；渗碳件表而非马氏体组织的厚度和密度最低，一般均能0.003mm以下［2］（浅腐蚀）；表面唤度HRC61以上（HV1转换）；碳化物极度弥散。早在70年代市场上就冇各式各样的脱硫设备、高效脱硫剂等。含糊地讲：控制总硫，不讲脱有机硫和无机硫的深度，混淆两种硫实质上的差别，模糊技术实质带有商业性的炒作，而11进入城市的天然