专业技术指南 · 2026-08-21
渗碳与表面硬化钢
表面硬化钢将低碳芯部成分与渗碳、碳氮共渗或相关表面富集路线结合，在较韧芯部之上形成耐磨硬表层。最终硬化层轮廓属于工艺结果，不能由牌号名称保证。
01
定义与分类边界
应将渗碳表层—芯部设计与中碳钢感应淬火及整体淬硬轴承钢区分。
本页用于选材参考；最终验收以订货产品标准、供货状态、尺寸及材料检验报告为准。
02
材料体系如何工作
01
碳势与时间—温度暴露决定碳梯度和有效硬化层深度。
02
低碳合金芯部成分为硬化层下方提供淬透性与冲击支撑。
03
淬火与回火使富碳表层和芯部形成不同硬度/韧性区域。
04
几何、加工余量与碳分布控制残余奥氏体、变形及磨削余量。
03
代表牌号与体系
| 牌号或体系 | 选材重点 | 核对事项 |
|---|---|---|
| 8620 | 用于需要较韧芯部和受控淬透性的镍铬钼渗碳成分。 | 注明表面硬化方法、有效层深定义、硬度梯度、芯部性能、变形余量与最终磨削。 |
| 20MnCr5/16MnCr5 | 交货和淬透性要求取决于具体标准的 EN 锰铬系列。 | 注明表面硬化方法、有效层深定义、硬度梯度、芯部性能、变形余量与最终磨削。 |
| 用于较低表层—芯部及截面要求的普通低碳选择。 | 注明表面硬化方法、有效层深定义、硬度梯度、芯部性能、变形余量与最终磨削。 |
04
性能与权衡
01
表面接触与耐磨能力取决于硬化层硬度及组织。
02
芯部韧性取决于合金淬透性、截面及热处理。
03
硬化层深度均匀性对碳传递与几何敏感。
04
变形、残余奥氏体与磨削损伤可能控制最终尺寸能力。
05
产品形态与供货状态
06
应用与选择
应用与选择
- 传动齿轮与小齿轮
- 链轮、凸轮与耐磨套
- 渗碳轴承滚道与大型环件
- 需要硬表层与支撑芯部的销和轴
性能与权衡
- 从部件设计明确接触载荷、磨损模式与有效硬化层深度。
- 按硬化层下方截面选择芯部成分与淬透性。
- 放行材料前协调碳势、加工余量与变形策略。
- 选择能够代表齿根、齿面或其他关键几何的检验位置。
07
加工、耐久与检验
01
机加工时保留脱碳去除、变形修正与最终磨削余量。
02
控制炉内碳势、装炉间距与气氛循环。
03
根据零件系列而非试样设定淬火转移与搅拌。
04
精加工后验证硬度梯度、残余奥氏体、组织与磨削完整性。
08
采购核对清单
- 注明基体牌号、产品标准、棒/管形态及退火或正火状态。
- 芯部或疲劳风险需要时，订购 H 带、晶粒度、洁净度与表面质量。
- 在工艺图上规定有效层深、表面/芯部硬度、组织及试验位置。
- 约定变形基准、磨削余量、裂纹检验与批次追溯。
09
标准、来源与复核
标准与牌号背景
- 适用 SAE 合金成分采用 SAE J404_200901
- 订购棒材淬透性时采用 ASTM A304-20 或 SAE J406_202402
- 适用渗碳轴承质量钢采用 ASTM A534-17(2022)
- 成品硬化层由部件图纸与经评定的表面硬化工艺控制
权威调研来源
01
Chemical Compositions of SAE Alloy Steels
→02SAE International · J404_200901, current verified revision
Carbon and Alloy Steel Bars Subject to End-Quench Hardenability Requirements
→03ASTM International · A304-20
Methods of Determining Hardenability of Steels
→04SAE International · J406_202402
Carburizing Steels for Anti-Friction Bearings
→ASTM International · A534-17(2022)