1.渗碳件的质量检验

渗碳件的质量检验内容包括：渗碳层的碳浓度和浓度梯度；渗碳层的厚度；渗碳层和心部的硬度及金相组织。

（1）试样 试样的材质和渗碳前的预处理工艺应与渗碳件相同，其尺寸必须与渗碳件的尺寸相适应。大渗碳件用试样的直径应大于或等于ϕ20mm。对于齿轮渗碳，试样还要不少于3个齿，以便检测渗碳层沿齿廓的分布情况及齿不同部位的金相组织，这样才可保证试样的渗碳结果与零件的渗碳结果一致。

（2）渗碳层的碳浓度和浓度梯度的检测 日常生产中的检验采用硬度梯度方法；常用圆柱试样剥层化学分析法，剥层检验交界处的碳质量分数为0.4%，剥层在表层0.1mm内，碳浓度应达到图样要求，一般以碳质量分数等于0.8%～1.0%为合格，碳浓度梯度过渡应平缓，不得出现陡坡，浅层渗碳时允许表面碳的质量分数低于0.8%。

（3）渗碳层深度的检测 目前，我国用于检验渗碳层深度的标准有两种：其一是用渗碳层的含碳量为标准确定渗碳层的总深度，即将渗碳层表面至心部含碳量为某一值的厚度定义为渗碳层的深度；其二是以硬度作为检测渗碳层深度的标准，并将其称为有效硬化层深度。我国按GB/T 9450—2005《钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核》定义渗碳层表面至测量硬度为550HV（相当于50HRC）的距离，作为有效硬化层深度。具体检验方法有以下几种：

1）显微硬度法：根据渗碳件热处理后零件表面至心部维氏显微硬度的变化，测定零件总硬化层深度或有效硬化层深度。

2）金相分析法：在日常生产中，渗碳层总深度一般用此方法检验。试样应是退火状态，碳素钢渗碳层总深度为过共析层+共析层+1/2过渡层之间的垂直距离，合金钢渗碳层总深度为过共析层+全部过渡层（过共析层+共析层应为总渗碳层深度的60%～75%）之间的垂直距离。

3）断口法：常用于渗碳工艺过程的中间检验。将渗碳中间试样出炉后淬火，然后将其打断观察断口，渗碳层为银白色瓷状，未渗碳部分为暗灰色纤维状，交界处的碳质量分数约为0.4%，此处至表面的垂直距离即定为渗碳层下限深度。

4）磨片蚀显法：也是渗碳工艺中间检验的一种方法。将淬火或退火状态的渗碳中间试样断面磨平，用体积分数为4%的硝酸酒精溶液浸蚀几秒钟，出现黑圈，黑圈厚度即为粗略的渗碳层下限深度。

2.渗碳件缺陷的预防和补救方法

（1）渗碳层出现网状碳化物 造成这种缺陷的主要原因是表面碳浓度过高，渗碳剂输入过量，使表面层的碳浓度偏高，提高了表层与过渡层的碳势梯度，当表层碳原子的扩散速度越来越慢时，表层便产生不能溶入奥氏体的碳沿晶界分布，成为网状碳化物，此时炉膛内常有较多的炭黑产生。下面是常见的渗碳方法中表面碳浓度过高的原因：

1）滴注式渗碳时的滴量过大。

2）控制气氛渗碳时的富化气太多。

3）固体渗碳时的催碳剂加入量过多。

4）液体渗碳时的盐浴氰根含量过高。

5）渗碳层出炉空冷时冷速太慢。

预防和补救方法：严格按工艺规定输入渗碳剂，及时清理炉膛内的积炭；夏天室温高时，渗后空冷件可吹风助冷；通过一次预先淬火消除碳化物网。

（2）渗层出现大量残留奥氏体 该缺陷产生的原因如下：

1）奥氏体较稳定，奥氏体中碳及合金元素的含量较高。

2）回火不及时，奥氏体热稳定化。

3）回火后冷速太慢。

预防和补救方法：表面碳浓度不宜太高；降低直接淬火或重新加热淬火温度，控制心部铁素体的级别小于或等于3级；低温回火后快冷；可以重新加热淬火，进行冷处理，也可以高温回火后重新淬火。

（3）渗碳层表面脱碳 该缺陷产生的原因及应对措施如下：

1）渗碳后期炉膛内碳势过低，在高温下使已渗入碳的浅表层进入低碳势的炉气之中被烧损。这种情况可通过按工艺要求控制强渗期和扩散期的渗碳剂输入量来避免。

2）井式渗碳炉渗碳零件出炉、入缓冷坑时，未及时排除坑内空气，没有有效地防止零件在继续冷却过程发生氧化脱碳的措施。应对方法是零件出炉、入缓冷坑时浇200mL甲醇入坑，盖严缓冷坑后继续滴入甲醇约500mL，至温度降至500℃以下出坑。

3）采用渗碳、降温、出炉空冷的工艺方法时，发生氧化脱碳现象。对此，应修改工艺，弃用此种工艺方法。

另外，也可采取在碳势适宜的介质中补渗或淬火后作喷丸处理进行补救。

（4）渗碳层深度不足 产生的原因及应对措施如下：

1）温度对渗碳速度影响显著，如炉温偏低或炉内各个区域温差较大，尽管保温时间充足，但是仍不能达到渗碳层深度要求。为防止这类情况发生，渗碳炉在起动前要校准各区域的测热电偶和温度控制仪表，运行中应严格控制温度。(www.daowen.com)

2）装炉零件总表面积过大，正常的渗碳剂分解后碳势不能满足大面积渗碳需求；或装炉零件总表面积虽合适，但渗碳剂的通入量偏少，碳不能正常渗入。其预防方法是渗前针对具体炉型设计渗碳工艺，确定恰当的装炉量和渗剂通入量。

3）炉压过低，即使炉温和渗碳剂供给均正常，在规定的时间内也达不到相应的渗碳深度。其应对措施是检查炉膛的密封性，在渗碳强渗阶段炉压应控制在1200～1500Pa。

4）工件表面有氧化皮或积炭。对于这种情况，在渗前应将工件清理干净。

另外，渗层过薄时，还可以补渗，补渗的速度是正常渗速的1/2，约为0.1mm/h。

（5）渗碳层淬火后出现托氏体组织（黑色组织） 其产生的原因是渗碳介质中含氧量较高，氧扩散到晶界形成Cr、Mn、Si的氧化物，使合金元素贫化，从而使淬透性降低。

可采取以下措施进行预防补救：

1）控制炉气中的介质成分，降低含氧量。

2）用喷丸法进行补救。

3）提高淬火冷却介质的冷却能力。

（6）渗碳层深度不均匀 其产生的原因及应对措施如下：

1）炉膛内各区域的温度控制差异较大，此时应校准炉内各区域的炉温。

2）零件装炉方式严重阻碍渗碳气体的流通和循环，此时应合理装载零件。

3）通风机组风力小，此时应采取措施保证气氛流动通畅。

（7）渗碳层深度合格但无共析层 其产生的原因及应对措施如下：

1）渗碳剂输入总量不足，此时应保证渗碳所需渗碳剂的正常供给量。

2）滴注式渗碳的滴定器滴量不稳定或滴定管不垂直导致在渗入口直接烧结成炭黑，此时应调整滴定器，使渗剂直接进入炉膛而不是沿管壁渗入炉膛。

（8）渗碳层深度超过技术要求 其产生原因及应对措施如下：

1）渗碳温度太高或保温时间太长，此时应采取工艺措施，适当降低渗碳温度及缩短保温时间。

2）试样抽样时间没掌握好，此时应严格掌握抽样时间和控制整个渗碳时间。

若渗层超过图样上限要求，则为不合格，但与图样规定相差0.05mm时，可以仲裁合格或申请回用。

（9）渗碳零件变形量过大 其产生的原因主要有：零件装炉时缺少必要的随炉工装夹具或装炉方法不当，如长形零件横向放置，厚度较小而直径较大的盘类及薄壁孔类零件（如齿轮）随意平放，在高温下长时间加热，在自重与零件的重叠重压下，必然要产生大的变形量。

长形零件和厚度较小而直径较大的零件，可采取分隔隔离并垂直或水平的方式装炉，这样既可保证气氛流畅，又可减小变形。而盘类或薄壁孔类零件，应尽可能用淬火压床淬火。

另外直接淬火应预冷，尽量用一次淬火代替二次淬火，并正确选择热处理工艺。预先留出机加工余量等也是较好的预防或补救措施。

（10）过热 其产生的原因有：渗碳时过热或淬火加热时过热，使晶粒长大，脆性增加；渗碳时过热，不但表层碳质量分数增加，而且碳化物含量也增加，出现莱氏体。

可采取的预防和补救的应对措施如下：

1）采用正火，使晶粒细化。

2）盐炉加热淬火时，工件不能紧靠电极。

3）检查仪表是否失灵。