管道热处理渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢(含碳量小于0.25%)。渗碳后﹐钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后还要经过淬火﹐以得到高的表面硬度﹑高的耐磨性和疲劳强度﹐并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性﹐使工件能承受冲击载荷。渗碳工艺广泛用于飞机﹑汽车和拖拉机等的机械零件﹐如 齿轮﹑轴﹑凸轮轴等。
管道热处理渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年始采用转筒炉气体渗碳。30年代﹐连续式气体 渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(960~1100℃)气体渗碳得到发展。至70年代﹐出现了真空渗碳和离子渗碳。
碳氮共渗温度的选择
管道热处理温度的升高、渗入速度显著加快。在常用的碳氮共渗温度范围内,随着温度的升高,氮的表面层浓度越来越低,而且急剧下降,管道热处理,而碳的含量却逐渐提高,特别是碳原子的渗入深度大大提高,但是高温下碳原子扩散加速所以碳的浓度达到一定值后又降低。
管道热处理碳氮共渗温度较低时表面易形成脆性的高氮低碳化合物ε相,温度升高时可获得含氮渗碳体。另外,管道热处理方案,由于氮的作用及氮碳的共同作用,碳氮共渗后的残余奥氏体量比渗碳时多且与共渗温度有关,温度的提高残余奥氏体在渗层中的分布加深,压力管道热处理工艺,而其数量随温度的升高先是降低而后又随温度的升高而增加
表面淬火
通过不同的热源对工件进行快速加热,当零件表层温度达到临 界点以上(此时工件心部温度处于临界点以下)时迅速予以冷却,这样工件表层得到了淬硬组织而心部仍保持原来的组织。为了达到只加热工件表层的目的,要求所用热源具有较高的能量密度。根据加热方法不同,表面淬火可分为感应加热(高频、中频、工频)表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火、电子束表面淬火等。工业上应用的为感应加热和火焰加热表面淬火。