滲碳型合金結(jié)構(gòu)鋼（滲碳鋼）的含碳量一般都在0.15%~0.25%范圍內(nèi)，對于重載的零部件，可以提高到0.25%~0.30%，以使心部在淬火及低溫回火后仍具有足夠的塑性和韌性，含碳量低是為了保證零件心部具有高的或較高的韌性。但含碳量不能太低，否則就不能保證一定的強度。為了提高鋼的力學(xué)性能和淬透性以及其他熱處理性能，在滲碳鋼中通常加入的合金元素有Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、B等。合金元素在滲碳鋼中的作用是提高淬透性，細(xì)化晶粒，強化固溶體，影響滲層中的含碳量、滲層厚度及組織，利于大型零件實現(xiàn)滲碳后的淬火強化，即淬火滲碳零件的表層和心部均可獲得馬氏體組織，具有良好的綜合力學(xué)性能，即表面具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度，而心部具有高的強韌性。此外，鋼的高淬透性，還有利于零件淬火時選擇較低冷卻能力的淬火介質(zhì)，或采用等溫淬火和分級淬火方法，因而可在保證淬火質(zhì)量的同時減少零件的淬火變形。此外，鋼中添加形成穩(wěn)定碳化物的合金元素，如V、Ti、W等，使鋼在滲碳溫度下長時間滲碳時奧氏體晶粒不均長大。細(xì)小的晶粒，有利于零件滲碳后采用直接淬火法，既節(jié)約滲碳后重新加熱淬火的能量，又可縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品的熱處理質(zhì)量。
應(yīng)當(dāng)指出，鋼中添加形成碳化物的合金元素，如Cr、Mo等，易使?jié)B碳層的碳深度偏高，形成網(wǎng)狀或塊狀碳化物，增大滲碳層的脆性，應(yīng)采用正確的滲碳工藝加以預(yù)防，例如，氣體滲碳時采用較低碳勢的滲碳?xì)夥?。含B鋼種價格較低，淬透性較好，但是，淬火變形較大和淬火變形的規(guī)律性較差，難以控制。
滲碳零件多數(shù)是比較重要的零件，要求力學(xué)性能和可靠性較高，例如，汽車、拖拉機的齒輪和活塞銷，船舶、軋鋼機和礦山機械的大型重載齒輪或高速重載齒輪，高強韌性軸承和鑿巖機的活塞等。因此，滲碳鋼對鋼材的冶金質(zhì)量和分學(xué)成分等的要求較高，絕大部分滲碳鋼屬于優(yōu)質(zhì)鋼或高級優(yōu)質(zhì)鋼(GB/T 699-1999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》、GB/T 3077-1999《合金結(jié)構(gòu)鋼》)，該成分特點之一是雜質(zhì)含量低；優(yōu)質(zhì)鋼中磷、硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于或等于0.04%，高級優(yōu)質(zhì)鋼中磷、硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均小于或等于0.03%。滲碳齒輪用鋼冶金質(zhì)量的要求見表1。
表1    齒輪用滲碳鋼的冶金質(zhì)量的要求
項目名稱 檢驗標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)要求
非金屬夾雜物 GB/T 10561-1989《鋼中非金屬夾雜物顯微評定》“鋼中非金屬夾雜物評級圖” 合金鋼按GB/T 3077-1999規(guī)定
  氧化物≤3級 硫化物≤3級 氧化物+硫化物≤5.5級
帶狀組織 GB/T上13299-1991《鋼的顯微組織、游離滲碳體、魏氏組織帶狀組織評定方法》 齒輪滲碳鋼要求不大于3級
晶粒度 YB過5148-1993《金屬平均晶粒度測定》 通常要求鋼的晶粒度不小于6級

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資料來源：東莞市弘超模具科技有限公司結(jié)構(gòu)鋼事業(yè)部
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