G IOC rN i3M o 材料为渗碳轴承钢，用于制造尺寸较大的重要渗碳零件。该材料中含有大量的合金元素镍，经过常规的渗碳淬火热处理后，由于材料的M S 点很低，表层为粗大的马氏体和大量的残余奥氏体组织 (可达到 6．7 级 )，表面硬度仅为 HR A 78·80。零件即使在淬火后经过冰冷处理，也很难达到正常的硬度要求。通过采用带中间冷却的渗碳淬火工艺，较好的解决了上述问题，表面硬度可达到 H R A SI 以上 。

材料元素组成及热处理要求

技术要求：表面硬度：H R A 81．0--．83．5；心部硬度 ：H R C 30-4 2：硬化层深：550H V 1：0．4~o．6；残余奥氏体：l～5 级：马氏体：1~5 级 ；碳化物：1~4 级。

材料及工艺分析

材料特性

镍是不形成碳化物的合金元素，在平衡条件下几乎*溶入铁素体中。对材料主要的影响是：降低共析成分的碳含量，降低共析温度，降低 M S 点等；同时使奥氏体等温 曲线右移。尤其在镍含量较多 (3~5％) 时，其影响更加显著。

常规工艺分析

为了解决渗碳淬火后残余奥氏体较多的问题 ，该材料通常采用二次淬火中间加高温回火的工艺方式 (工艺 l 流程 )：即在第一次渗碳后进行一次高温回火 (630--650℃，4---5 小时，空冷) 的处理方式。高温回火使马氏体分解成为回火索 氏体 ，同时使残余奥氏体中析出含铬的碳化物 ，提高残余奥氏体的马氏体点，在冷却过程将残余奥 氏体分解 。由于高温回火使碳化物形成元素铬在碳化物 中富集，并使碳化物聚集 ，在重新加热淬火时，碳化物溶解较慢，奥 氏体中的碳和铬的含量减少，淬火后就可 以得到较细 的马氏体和较少的残余奥氏体组织，从而得到理想的金相组织和硬度值。

主要工艺参数及试验结果

碳势控制

为控制渗碳后表层残余奥氏体的数量 ，在渗碳工艺上必须控制好最终的表面含碳量，强渗及 扩 散 的碳 势必 须严 格加 以控制 。 强渗碳 势 设定 为 1．00％ 1．05％，扩 散碳 势设 定为0．75％-4)．80％。同时扩散段时间与强渗段时间的比例 ，也需要进行相应的增加。这样渗碳结束后表层含碳量较高的奥氏体，在随后的中间冷却过程中，随着温度的降低，使过饱和的碳从奥氏体中析出含铬的碳化物，从而降低了奥氏体中的碳含量，达到提高 M S点的 目的。

淬火温度控制

应当注意的是，重新进炉加热时采用的淬火温度不宜过高 ( 83012 )，保温 时间不宜过长，尽量避免已析 出的碳化物重新溶入奥 氏体。经过二次加热重结晶后 ，晶粒得到 了细化，淬火后就可得到较细的针状马氏体和较少的残余奥氏体。

试验结果

使用带中间冷却的渗碳 、淬火工艺后，整个工艺时间缩短 了 l／3 左右，各项热处理技术指标 已都能满足要求，见表 。

各项热处理技术指标

该工艺在淬火后低温回火前，若能进行一次浅冰冷处理 (-20--30℃，2～3 小时)，残余奥氏体*可控制在 2～3 级以内。

结 论

(I) G 10C rN i3M o 材料 中因含有大量 的合金元素镍，渗碳淬火后表层组织中有大量的残余奥氏体，表面硬度达不到正常的工艺要求。

(2) 使用带中间冷却的渗碳、淬火工艺后，不仅可以使工艺时间缩短，降低生产成本，8也能满足热处理技术指标 的要求。