
【建】 carbonizing of gas
coal gas
【化】 coal gas; coal oven gas; gas
【医】 coal gas; gas
【化】 carburization
煤气渗碳(Gas Carburizing) 是一种重要的金属表面硬化热处理工艺,属于化学热处理范畴。其核心含义如下:
工艺定义
煤气渗碳是指将低碳钢或低碳合金钢工件置于富碳的气体介质(通常为含碳氢化合物的煤气,如天然气、丙烷、或吸热式气氛)中,在高温(通常为 900°C 至 950°C)下进行加热并保温。在此过程中,气态介质中的活性碳原子分解并扩散渗入工件表层,从而增加其表面碳含量的过程。其英文对应术语为Gas Carburizing。
核心原理
该工艺基于高温下碳原子在奥氏体(γ-Fe)中的扩散能力。富碳气氛在工件表面发生化学反应(如 $2CO rightleftharpoons CO_2 + [C]$ 或 $CH_4 rightleftharpoons 2H_2 + [C]$),产生活性碳原子[$C$]。这些活性碳原子被钢表面吸收,并遵循菲克扩散定律(Fick's Laws of Diffusion)向内部扩散,形成一定深度的渗碳层(Case Depth)。渗碳后通常需进行淬火和低温回火,使表层获得高硬度的马氏体组织,而心部保持强韧性的原始组织。
主要特点与优势
应用领域
煤气渗碳广泛应用于需要表面高硬度、高耐磨性和良好疲劳强度,同时要求心部具有足够韧性的机械零件,例如:
参考资料来源(基于热处理领域权威知识库与标准):
煤气渗碳是渗碳工艺的一种具体形式,属于气体渗碳的范畴。以下是关于该术语的详细解释:
基本定义 煤气渗碳是通过含碳气体(如煤气)作为渗碳介质,将活性碳原子渗入金属表层的过程。其核心目的是使低碳钢材表面形成高碳层,同时保持内部韧性。
工艺过程 • 加热阶段:将工件置于900-950℃的奥氏体化温度区间(、2均提及) • 渗碳阶段:通入煤气等含碳气体,在高温下分解出活性碳原子(特别说明) • 扩散阶段:碳原子逐步向金属内部扩散形成梯度碳层 • 后续处理:通常配合淬火和低温回火强化表面硬度(重点强调)
适用材料 主要应用于低碳钢(含碳量0.15%-0.25%)和低合金钢,如20Cr、20CrMnTi等(、2共同提及)
处理效果 表层碳含量可达0.8%-1.2%,经淬火后硬度可达HRC58-63(数据),耐磨性提高2-3倍,同时保持心部抗冲击能力(具体说明)
注:该工艺属于传统热处理方法,现代工业中更多使用可控气氛渗碳技术,但煤气渗碳仍在中低端零部件加工中广泛应用。如需了解更专业的工艺参数,可查阅中重庆科技大学提供的完整技术说明。
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