某16MnCr5零件，厚4mm，滲碳淬火后表面硬度要求大于700HV3， 但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，熱處理表面硬度低于700 HV3。如何合理選配滲碳溫度、滲碳碳勢(shì)、淬火溫度、淬火碳勢(shì)，通過(guò)改善熱處理后表面殘余奧氏體的量來(lái)達(dá)到要求。

1 實(shí)驗(yàn)材料及原熱處理工藝

實(shí)驗(yàn)材料的化學(xué)成分見(jiàn)表1。

要求滲碳淬火后表面硬度>700HV3，表面組織只允許存在10%的殘余奧氏體。

熱處理設(shè)備為中日合資鹽城豐東公司的BBH-600 預(yù)抽真空多用爐；淬火用油為上海好富頓HQG 油； 熱處理氣氛為滴注式氣氛， 滲碳溫度880℃，碳勢(shì)：1.15%直接淬火。經(jīng)此工藝處理后，表面硬度660～690HV3，表面組織中存在約20%的殘余奧氏體。

2 原因分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

2．1 表面組織的驗(yàn)證

熱處理后表面硬度低，通過(guò)PFMER 分析，可能原因是熱處理后表面殘余奧氏體多。經(jīng)檢測(cè)金相組織，表面存在約20%的殘余奧氏體，如圖1所示。為驗(yàn)證熱處理后表面組織殘余奧氏體的真實(shí)性， 通過(guò)冷處理和高溫回火處理來(lái)驗(yàn)證。冷處理使殘余奧氏體在0℃以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體；零件滲碳后，在680℃左右進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的高溫回火， 使奧氏體分解為珠光體，然后再低溫(750～780℃)淬火。

2.1.1 深冷處理

先進(jìn)行深冷處理，在-180℃保溫120 min；然后在多用爐中進(jìn)行低溫(200℃)保溫120min 回火。熱處理后重新檢測(cè)硬度和金相組織，硬度在770HV3以上，表面組織中不存在殘余奧氏體。

2.1.2 高溫回火處理