工艺细节

渗碳是一个在低碳钢（一般含0.25%的碳）表面渗入碳及其它合金元素的热化学扩散处理。碳扩散深度及相应的有效的淬硬层深度（ECD）不尽相同，渗层浅的可低于2mm，深的可达4至6mm。整个处理过程包括三个步骤：

在箱式炉中进行热化学处理，并进行淬火，以在880至980°C的富碳介质环境中将碳渗入物质表面。

在油、聚合物/水溶液或盐中淬火过后即可实现硬化。

随后进行回火。回火温度及保温时间视产品之要求与应用条件而定。回火过程将峰值内应力降至Z低，并减少起裂

工艺细节

(奥氏体）碳氮共渗是一个将碳和氮渗入零部件表面，通常是同时渗入其表面的一种热化学处理。该处理需在较低温环境中进行，一般来说，该过程比渗碳的时间短，因此，零部件不易变形。扩散的氮对奥氏体起到稳定化作用，且能降低临界淬火冷速，因此，可提高钢材淬透性。

碳氮共渗后的低碳钢，可使用的油等较温和的淬火介质来替代原来所必需的水淬火，从而可减少变形。

碳氮共渗通常在一个温度在820至900°C之间的气体环境中向碳素钢或低合金钢的表面添加0.5至0.8%的碳以及0.2至0.4%（<5%）的氮。扩散时间过后，直接将零部件置于油中淬火。得到的淬硬层深度（CHD）通常不大于0.7 mm，且该厚度不仅与碳氮共渗的深度有关，还与淬火温度、淬火速度、钢材的淬透性以及零部件的尺寸息息相关。在150至200°C的低温下进行回火完成热处理，以获得更高的硬化层范围，减少脆性，并取决于使用的摩擦环境。

工艺细节

此处所述之淬火处理为典型的中性淬火，即，部件的钢表面的化学成分在处理过程中并不会改变。

直接淬火硬化是钢淬火中最常见的做法。

第一步，分阶段将材料加热至淬火温度，淬火温度视钢材的类型而定，一般在800至1220°C之间。在730至900°C（具体温度视钢材类型而定）时，钢的组织结构会转变为奥氏体。

第二步，在淬火温度、奥氏体化温度以同时完全均衡部件的温度，并将微结构转化为奥氏体。NB：降低比容积。

第三步，直接在冷媒介中对奥氏体化温度下的部件进行淬火处理。此类淬火介质通常为水、熔盐、油或高压氮，具体介质则视钢材类型与部件的尺寸而定。淬火速度必须够快以防材料又变回原来柔软的结构。

工艺细节

通过以下方式对钢材进行等温淬火：

将温度升至等温淬火的范围内，通常为790°-915°C（1450 -1675°F）。

在（熔盐，或偶尔油）浴中淬火，在260°-370°C（500-700°F）之间温度保温。

保持一定时间，以便其转变为贝氏体微结构。

冷却至室温。

工艺细节

无论是一次还是二次淬火，都必须在最终淬火之前立即对渗碳零部件执行中间退火。该热处理包括在Ac1温度下执行的退火（即，在约为600-650°C的温度下执行并在此环境下保持一段较长时间），以及之后的缓冷。

由于执行了中间退火，因此可借助析出碳化物来减低奥氏体中含碳量，并防止在随后的表面淬火过程中形成过多残留的奥氏体。此举还可降低形变。

工艺细节

回火温度会随要求与钢种的变化而变化，通常在160°C至500°C或以上。一般在具有保护性气体选项的回火炉中进行回火。保护性气体可防止物体表面在该过程中发生氧化，且该气体主要用于高温回火。对部分钢种而言，在回火中的温度和保温时间是相当重要的参数；延长保持时间可相当于提高回火温度。在特定的温度范围中会发生回火脆性，而这也视钢种而定。应避免在该温度范围内回火。钢材供货商的钢材清单中会显示此类范围，并会根据各硬度要求给出最合适的回火温度。

工艺细节

退火是一个通用概念，可根据温度进行分类。退火可用于：

软化金属，便于加工

消除之前处理中产生的内应力（常用于在不折断材料的前提下进行其它处理）

改善粗晶粒结构

在固溶体中添加合金元素

如果要求完成表面光亮的话，可在真空或还原性气氛中进行退火，而在空气中处理后，零件往往还需进行后续加工，在吸热式/中性气氛环境中，零件能保持不脱碳，但最终表面并不光亮。

工艺细节

正火处理时，会将材料加热至与淬火温度（800-920°C）相近。新的奥氏体晶体会在此温度下形成。奥氏体晶粒的尺寸比之前的铁素体小得多。加热及短暂的均热时间之后，将零部件置于空气（气体）中自由冷却。在冷却过程中会形成新的铁素体，其晶粒更细。在某些情况下，会在保护气体中加热、冷却，以防氧化或脱碳。

工艺细节

通常在 550至650°C的温度下消除钢部件的应力。均热时间约为一至两小时。均热时间过后，必须将零部件置于炉子或放在空气中缓慢冷却。缓冷速度非常重要，可避免因材料温度差异而引起的张力，对较大型零部件的应力消除由其重要。

必要时，可在充满保护气体的炉子中消除应力，以防表层氧化。在极端条件下，可使用真空炉。

应力消除温度取决于合金的类型，铜合金的温度为150-275°C，而黄铜零部件则为250-500°C