专业探讨渗碳钢的渗碳层的力学性能
渗碳钢、18CrMnNiMoA渗碳型合金结构钢强度与力学性较好的，在讨论渗碳钢的静弯曲强度、冲击韧度和疲劳性能时，已经看到渗碳层的性能对整个渗碳样品的力学性能有很大的影响。但是，一般考虑渗碳钢材的性能时往往只注意未渗碳时（即心部）钢材的性能而忽视渗碳层的性能，因此有必要对渗碳层的性能进行专门的讨论。
1．渗碳层的强度和塑性
渗碳零件的表面硬度-般都小低于58HRC，是脆性制料，受力时在表面产生裂纹后瞬间就分布到整个断面p和其他脆性材料一样，渗碳层对表面情况非常敏感，表面任何缺陷都和尖锐的缺日一样，会引起应力集中而降低渗碳层的强度，当渗碳层硬度不变而改变其化学成分时，它对缺口的敏感性会有很大的变化，钢材的光滑和缺口样品的静弯曲试验结果，缺口样品的缺口形状示。
钢中含镍量由0.50%提高到5.18%不仅提高了光滑样品渗碳层的强度而且也显著地改善了渗碳层对缺口的敏感性。含镍高的钢所以能降低渗碳层对缺口的敏感性主要是因为它的渗碳层有较高的塑性，在弯曲应力作用下可以产生一定量的塑性变形因而消除部分应力集中的作用。
| 化学成分 | 压痕试验结果（15个数据平均） | 试样尺寸 | |||
| Mn | Cr | Ni | 破坏力 | 压痕直径 | |
| 0.56 | 1.45 | 0.50 | 35510 | 3.04 |
直径15mm,厚度3mm的碳试样，
用直径10mm的钢球加载
|
| 0.63 | 1.31 | 1.31 | 84370 | 4.67 | |
| 0.62 | 1.33 | 5.18 | 86030 | 4.87 | |
为了了解渗碳层的塑性，用含碳量在0.55%—1.5%范围内变化的（相当于渗碳层中距表面不同距离处的含碳最）铬钢和镍一铬钢进行扭转试验，因为扭转试验时的应力状态易于显示脆性材料的塑性。扭转样品的直径为5mm，标距50mm，每种成分的钢材试验8- 10个品。样品的热处理规程是660一680℃高温回火后再加热到810℃淬油，160C凹火口含碳量相同的铬钢和镍一铬钢热处理后硬度相同，含碳量为0. 6%的样品，热处理后的硬度为56—57HRC，含碳量为0.80/0%的样晶为60～62J-IRC，继续提高含碳量硬度就不再提高了。
扭转试验日寸，铬钢的所有样品都是由于正应力使样品沿螺旋线方向破坏，含碳量为1.3%和1.4%的两种钢非常脆，以致于破坏发生于2—3个部位，除含碳最为0.55%的镍一铬钢有部分样品是由于剪切应力破坏，断口垂直二轴线外，其余样品也是由于正应力而破坏。扭转强度、残余扭转角度和含碳量的关系。
镍-铬钢含碳量从0.57%增加到0.4 %，扭转强度提高二含碳量为0.57%时破坏形式是塑性破坏，而碳量为0.84%时是脆性破坏。扭转强度的提高是由于由塑件破坏过渡YJ脆性破坏，当含碳量越过0. 84%而继续增加时，将使扭转强度降低。铬钢的扭转强度比镍一铬钢的低，而波动很大，很难看出含碳量对扭转强度的影响。
用扭转试验时的残余扭转角度来判断渗碳层的塑性得到了明显的结果。含碳量为0.57 %的镍一铬钢的扭转角度为90°～50°增加含碳群，扭转角度降低，含碳量增至l.5%时，残余扭转角度降低到10°-50°大多数铬钢样品扭转试验时当应力低于弹性极限样品就破断了，因此很推测出残余扭转角度。结果充分说明镍一铬钢渗碳层有较好的塑性，因此它又较好的消除应力集中的能力凸在样品有缺口时，它有较高的强度用碳渗透的薄片样品进行压痕试验得了类似的结论。其试验方法为：用直径lOmm的钢球加负荷压人渗透碳的薄片样品，用压痕直径来评定渗碳层的塑性。薄片样品尺寸为直径15mm，厚3mm,钢材成分及试验结果列于表2-2-290含镍高的钢渗碳层的塑性好。
2．低温回火对渗碳层力学性能的影响
渗碳零件表而都要求有较高的硬度(56—6211RC)，因此渗碳零件淬火后经都低温回火，以便去除淬火后零件的内应力并保持其硬度。低温淬火对渗碳层的力学性能有很大影响，是钢中含碳量越高，低温回火对其件能的影响也越大。回火温度升高和时间延长都使渗碳层的强度和塑性增加。
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