影响硬化层深度的主要因素有：渗碳 介质的碳势，渗碳温度，渗碳时间，工件的 表面状态，装炉量等等 １ ． ２ 表面硬度
表面硬度为齿宽中部节圆附近的表面 的硬度。
汽车齿轮表面硬度要求一般为ＨＲＣ５８ －６３，我 公 司 的 产 品 要 求 在 ＨＶ７００ 以 上 。表 面硬度是齿轮热处理的一个至关重要的因 素，表面硬度低，耐磨性能差，降低抗接触 应 力 的 能 力， 使 齿 面 容 易 形 成 疲 劳 剥 落 。表 面硬度不合格是常见的热处理缺陷之一， 渗碳及碳氮共渗齿轮硬度不足多由渗碳时 间不足，淬火时脱碳，淬火温度过低，淬火 冷却速度不足，表面残余奥氏体量过多，回 火过度，工件表面不清洁等因素造成的。 １ ． ３ 碳化物数量及分布
参考文献 ［１］ 方 向 威 ，等 编 著 ． 金 相 检 验 ． 机 械 电 子 工
业部理化人员资格培训教材． ［２］ 李 炯 辉 ， 林 德 成 编 著． 金 属 材 料 金 相 图
谱．机械工业出版社．
科技创新导报 Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｈ ｅ ｒ ａ ｌ ｄ
下测至５１５ＨＶ处的垂直距离。 （３）深度的控制 齿轮表面的硬化层深度是使其获得优
良 性 能 的 重 要 参 数 。不 同 用 途 ， 不 同 模 数 的 齿 轮 ， 其 深 度 亦 不 相 同 。对 同 一 种 齿 轮 而 言，如果层深过厚，会导致齿轮的弯曲疲劳 性能下降，脆性增大，而如果层深过薄，也 会降低弯曲疲劳强度，还会造成齿面早期 疲劳剥落， 甚 至 硬 化 层 被 压 碎 。为 了 使 齿 轮 获得良好的抗弯曲疲劳性能，渗碳层深度 不宜太厚；但在要保证齿面的抗接触疲劳 性 能 时， 则 渗 碳 层 应 以 深 一 些 为 好 。如何合 理地选择渗碳层深度，一般是根据齿轮材 料， 使 用 情 况 和 工 艺 条 件 做 全 面 考 虑 。通 常 是依据齿轮模数的大小进行确定。
目前普遍认为，从兼顾疲劳强度和耐 磨性能出发，将渗碳层表面的碳浓度控制 在０．８％～１．０５％范围之内，是比较合理的。
生产中往往由于渗碳浓度过高，造成渗 层中碳化物级别超出要求范围，所以应严 格控制热处理工艺，保证生产出合格产品。 １ ． ４ 非马氏体组织
国家标准中规定：表面非马氏体组织 最深不得超过０．０２ｍｍ。
值得提出的是，齿轮表面是否需要有 明显的碳化物存在，目前的意见尚不一致， 一种看法是：由于齿轮在使用时主要是由 于接触应力作用而损坏，而碳化物的存在 容易成为疲劳的起始点，所以主张齿面应
无 明 显 碳 化 物 。另 一 种 看 法 是 ： 为 了 保 证 齿 面具有足够的碳浓度和良好的耐磨性，使 齿面上均匀分布着细小颗粒状的碳化物是 必要的。
１ 检验与控制 １ ． １ 渗碳及碳氮共渗层深
（１）金相法测层深 在１９８７年以前，国内对渗碳及碳氮共 渗 件 层 深 的 检 验 多 采 用“ 金 相 法 ”， 各 生 产 厂家根据本厂的生产特点及产品的使用情 况，制定各自不同的检验标准和技术要求。 用金相法检测层深，必须是在平衡的 组织状态下进行，即零件必须进行等温退 火 处 理， 再 进 行 检 验 。渗 层 深 度 包 括 过 共 析 层、共 析 层 及 全 部 过 渡 区 域， 即由表面起到 心 部 组 织 为 止 的 总 深 度 。共 析 层 深 度 系 指 由表面起至出现显著的铁素体为止的深 度 。表 面 层 含 碳 量 应 大 于 ０ ． ８ ％ 。渗 碳 层 中 过 共析和共析层深度应为渗碳层总深度的 ５０％～７５％。 用金相法检测层深最大的问题是：它 是一种间接的测量方法，不能直接反映零 件 的 使 用 性 能 。如 果 渗 碳 层 深 度 合 格 而 淬 火组织不合格，用金相法测层深是无法检 测到的。 （２）硬度法测层深 随着汽车产业的发展，检测标准与国 际国准的接轨日趋重要，１９８８年我国等效 采 用 了 Ｉ Ｓ Ｏ ２ ６ ３ ９《 钢 件 渗 碳 淬 火 硬 化 层 深 度 的 测 定 和 校 核 》而 制 定 了 国 家 标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ９ ４ ５ ０《 钢 件 渗 碳 淬 火 有 效 硬 化 层 深 度 的 测 定 和 校 核 》， 即开始使用“ 硬 度 法 ”对渗碳淬 火 件 进 行“ 有 效 硬 化 层 深 度 ”的 检 测 。标 准 规定：从零件表面到维氏硬度值为５５０ＨＶ１ 处的垂直距离为零件的淬硬层深度，也叫 有效硬化层深度。 用硬度法检测层深，它的检测结果直接 反映了零件的使用性能，因而更直观有效。 在ＱＣ／Ｔ２６２及ＱＣｎ２９０１８汽车行业标准 中，对汽车渗碳及碳氮共渗齿轮的有效硬 化层深度的检测部位及方法进行了明确规 定：从轮齿表面起，在９．８１Ｎ（１Ｋｇｆ）载荷下 测至５５０ＨＶ，也可以在４９．０３１Ｎ（５Ｋｇｆ）载荷
如果在齿面上出现较深的非马氏体组 织，势必造成表面硬度下降，加剧麻点磨损 和疲劳剥落的产生，这是不允许的。
２ 小结 齿轮的热处理质量直接关系到齿轮的
使用寿命，即：齿轮的表面及心部的金相组 织缺陷直接影响着齿轮使用性能。
在现生产中，通常是以零件的金相检 验来保证产品的热处理质量，稳定产品的 热 处 理 工 艺， 生 产 合 格 产 品 。同 时 也 可 以 通 过理化分析的方法，根据零件的损坏形态， 原材料的结构缺陷，判定零件损坏的性质， 分析失效原因。
织的检测，可以很好的控制齿轮的热处理质量。
关键词： 金相法 硬度法 硬度 碳化物
中图分类号：ＴＰ２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１１）０６（ｂ）－００９１－０１
齿轮是汽车结构中的重要基础部件， 齿轮质量的优劣，直接影响着汽车产品的 性 能 和 使 用 寿 命 。影 响 汽 车 齿 轮 使 用 寿 命 的 因 素 很 多 ， 除 设 计 、选 材 、冷 加 工 及 使 用 条 件 外 、齿 轮 的 热 处 理 质 量 起 着 重 要 的 作 用 。渗 碳 及 碳 氮 共 渗 齿 轮 热 处 理 质 量 的 好 坏 是 通 过 有 效 硬 化 层 深 度 、硬 度 及 金 相 组 织来鉴别的，因此必须对齿轮热处理后的 质量进行准确的检验及严格的控制。
根 据 渗 层 中 碳 化 物 的 大 小 、形 状 、数 量 及分布情况分为８级，评定时按ＱＣ／Ｔ２６２及 ＱＣｎ２９０１８中的碳化物级别图进行，常啮合 齿轮１－５级合格，换档齿轮１－４级合格，检 测部位以齿顶角及工作面为准。
渗 层 中 碳 化 物 的 数 量 、形 状 以 及 分 布 ， 直接影响着齿轮的使用寿命，块状呈断续 网状或者网状分布的碳化物，它们破坏了 金属基体的连续性，起着造成应力集中的 缺口作用， 并 可 能 成 为 裂 纹 源 。在 齿 轮 使 用 过程中，导致牙齿折断，齿端崩损，加速齿 面疲劳麻点的形成１１ ＮＯ．１７
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
渗碳及碳氮共渗齿轮热处理质量检验综述
赵美惠 （ 山东上汽汽车变速器有限公司 山东省烟台市 ２ ６ ５ ５ ０ ０ ）
摘 要； 齿轮的热处理质量直接关系到齿轮的使用寿命， 而齿轮的热处理工艺通常有二种： 渗碳及碳氮共渗， 通用对层深、硬度及金相组
所谓非马氏体组织，通常是指在渗碳 或碳氮共渗层中最表面出现的黑色组织或 黑色网络组织，这种组织只有极薄的一层， 约为０．００８～０．０４ｍｍ，这种黑色组织一般为 屈氏体组织。
零件在渗碳气氛中，由于氧原子在其 表面上富集，并沿着晶界向里扩散，致使钢 中 的 铬 、锰 、硅 等 元 素 发 生 内 氧 化 ， 同 时 又 因为渗入的碳与其它合金元素相互作用， 生成合金碳化物，故而造成了在氧化物或 碳化物附近区域奥氏体中合金元素的贫化 现象，在淬火过程中，零件的表面区形成了 沿晶界分布的屈氏体组织，轻者呈网状，重 者则连成片。
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