style="width:9.91342in;height:3.43332in" /> 本文是学习GB-T 32539-2016 高温渗碳. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了钢件在950℃以上高温气体渗碳的常用钢种、设备、工艺、质量检验、能源消耗及安全
卫生要求等。
本标准适用于钢件的气体高温渗碳。
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 230.1 金属材料洛氏硬度试验 第1部分：试验方法
(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标
尺)
GB/T 1182 产品几何技术规范(GPS) 几何公差
形状、方向、位置和跳动公差标注
GB/T 3077 合金结构钢
GB/T 4340.1 金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法
GB/T 4341 金属肖氏硬度试验方法
GB/T 5216 保证淬透性结构钢
GB 5226.1 机械安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件
GB 5959.4 电热装置的安全 第4部分：对电阻加热装置的特殊要求
GB/T 6394 金属平均晶粒度测定法
GB/T 7232 金属热处理工艺 术语
GB/T 9450 钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核
GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法
GB/T 10067.1 电热装置基本技术条件 第1部分：通用部分
GB/T 10067.4 电热装置基本技术条件 第4部分：间接电阻炉
GB15735 金属热处理生产过程安全卫生要求
GB/T 15822.1 无损检测 磁粉检测 第1部分：总则
GB/T 16924 钢件的淬火与回火
GB/T 17358 热处理生产电耗计算和测定方法
GB/T 19944 热处理生产燃料消耗定额及其计算和测定方法
GB/T 25744 钢件渗碳淬火回火金相检验
GB/T 7232 和 GB/T 10067.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
高温渗碳 high temperature carburizing
在950℃以上温度进行的渗碳。
GB/T 32539—2016
3.2
碳黑极限 soot limit
渗碳气氛在对应温度下开始析出碳黑时的碳势。
采用高温渗碳的工件应优先选用晶粒长大耐受温度较高的细晶粒钢，常用钢种见表1。
表 1 高温渗碳常用钢种
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根据表2所列项目注明待处理工件的加工状态，并保存相关记录。
表 2 待处理工件的加工状态
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GB/T 32539—2016
表 2 ( 续 )
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工件的外观、质量、形状、尺寸、精度偏差要求应符合GB/T1182
的规定，记录应予以保存，见表3。
表 3 待处理工件的外观、质量、形状、尺寸、精度记录
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应根据5.1、5.2和5.3的规定验收工件。必要时应对一些重要的或有疑问的项目进行复检。
高温渗碳设备可以是周期式炉或连续式炉生产线。生产线一般由高温渗碳炉、缓冷装置、淬火装
GB/T 32539—2016
置、回火炉、清洗机及辅助设备、气氛系统和控制系统等组成。
高温渗碳设备应符合GB/T 10067.4
的有关规定。高温渗碳设备应满足高温渗碳工艺的要求。
高温渗碳设备的安全性应符合 GB5226.1 和 GB 5959.4
中的有关规定。高温渗碳设备应具有良好
的可靠性和易维修性，以满足高温渗碳工艺在高温下长时间作业的需要。
加热元件采用高电阻电热合金或其他材料，应满足高温和高碳势气氛下的稳定工作，其工作寿命应
不低于1年。
炉衬应满足高温和高碳势渗碳气氛下的稳定工作；其工作寿命应不低于5年，炉衬材料和结构应能
保证炉体表面温升≤50℃。
应满足高温渗碳工艺中炉温和气氛均匀性的要求，其工作寿命应不低于1年。
炉底承重装置或炉底导轨、炉罐、马弗、气氛导流装置等应有足够的高温强度，确保设备能在高温和
高碳势渗碳气氛下稳定工作，其工作寿命应不低于3年。
需要在高温渗碳后快冷降温的渗碳炉应配备快冷装置，从1050℃~900
℃的快速冷却时间应不
大于1 h。
设备应配置超温连锁保护装置、安全温度与渗碳气氛供给的联锁控制装置、炉压控制与联锁控制装
置、泄压和防爆装置、废气燃烧联锁控制与排放装置等，确保设备安全可靠运行。
设备应具有良好的密封，避免炉气泄漏。
应配有定碳装置、试样装置和供红外分析仪取气分析的接口。
5.2.9.1 最高使用温度不低于1100℃。
5.2.9.2 炉温控制精度≤±1℃。
5.2.9.3 炉温均匀性≤±8℃。炉温均匀性应按 GB/T 9452
的规定进行测定。
5.2.10 气氛控制
5.2.10.1
高温渗碳气氛推荐使用滴注式气氛或氮气+甲醇气氛。使用氮气+甲醇气氛时，应采取措施
GB/T 32539—2016
确保氮气和甲醇的流量比例稳定。
5.2.10.2
气氛碳势控制应配备主控和监控系统。主控系统使用氧探头控制碳势，氧探头使用温度应能
达到1100℃,最高测量碳势不低于1 . 5%C; 监控系统使用氧探头或 CO、CO₂
红外分析仪监控碳势。
5.2.10.3 碳势控制精度≤±0.05%C。
5.2.11 工艺过程控制系统
可配置渗碳智能专家系统软件，实现渗碳工艺的离线辅助设计及工艺过程的在线动态实时控制。
5.3.1 淬火装置应配有淬火介质的搅拌、加热和热交换系统。
5.3.2 淬火介质的温度应能调节和控制。
5.3.3 淬火装置应配有防爆、灭火、排烟、液位监控等安全设施。
5.4.1
缓冷装置必要时可配备可通入保护气氛或介质的流量控制装置，以防止工件在缓冷过程中的氧
化、脱碳。
5.4.2 缓冷装置需要时可配备能调节缓冷速度的降温装置。
5.5.1 应配备炉气循环装置和保护气氛装置。
5.5.3 炉温均匀性≤±8℃。炉温均匀性应按GB/T 9452 的规定进行测定。
5.6.1
用于高温渗碳后的二次加热淬火，可以使用高温渗碳炉或其他可控气氛淬火加热炉。
5.6.2 单独配置的淬火加热炉，最高使用温度为950℃。
5.6.3 炉温控制精度≤±1℃。
5.6.4 炉温均匀性≤±8℃。炉温均匀性应按 GB/T 9452 的规定进行测定。
5.6.5 应配备气氛安全温度连锁和超温连锁控制。
5.6.6
推荐使用滴注式气氛或氮气+甲醇气氛，氮气纯度不低于99.995%,碳势控制范围0.6%C~
1.1%C, 碳势控制精度≤±0.05%C。
5.6.7 应配有气氛循环装置和定碳取样装置。
5.7.1 应配备循环风机和导流装置。
5.7.2 炉温控制精度≤±1℃。
5.7.3 炉温均匀性≤±8℃。炉温均匀性应按GB/T 9452 的规定进行测定。
5.8.1 清洗机及所有辅助设备应能满足工艺安全使用的需要。
5.8.2 清洗过程中产生的废气、废液的排放应符合 GB15735 的要求。
应制定设备的操作规程和维护保养、检定制度，并妥善保管记录。
GB/T 32539—2016
6.1.1
高温渗碳应根据渗碳件材料和质量要求选择合适的工艺。常用工艺可参考附录 A。
6.1.2 高温渗碳温度根据工件材料、硬化层深度确定，在950℃~1050℃之间选择。
6.1.3
强渗碳势不得超过对应渗碳温度下的碳黑极限，不同温度的碳黑极限可参照表4。
表 4 不同温度的碳黑极限值
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6.1.4
渗碳时间根据硬化层深度和渗碳温度确定，强渗时间一般为扩散时间的2～5倍。
6.1.5
扩散一般可在渗碳温度下进行，如渗碳后碳浓度过高或已经形成碳化物，可选用高于渗碳温度
下进行扩散。
6.1.6
扩散碳势根据工件表面碳浓度和材料合金含量确定，扩散碳势一般在0.65%C～1.00%C。
6.1.7 为防止碳化物析出，扩散后可采用快速降温。
根据工件材料晶粒在高温下的长大规律和渗碳层深度，在不影响工件力学性能条件下，优先选择渗
碳后直接淬火。直接淬火时，需降温至淬火温度并均温，淬火温度一般为800℃~860℃。
6.2.2.1
对要求渗碳后缓冷的工件，渗碳后降温至工艺规定温度后出炉缓冷，并采取措施防止氧化
脱碳。
6.2.2.2
根据设备的结构，可通入氮气或甲醇、乙醇，对通入的甲醇、乙醇应保证在750
℃时能安全 切断。
6.2.2.3
通入的氮气纯度应不低于99.995%,氮气流量应能调节。
6.2.2.4
为防止缓冷时形成网状或块状碳化物组织，应对缓冷速度进行适当的控制。
6.2.3.1
高温回火时应采用氮气保护，氮气纯度不低于99.995%。
6.2.3.2 高温回火温度一般为500℃~700℃,保温时间参照GB/T
16924 确定。
6.2.4.1
二次淬火加热温度一般为800℃~860℃,保温时间参照GB/T 16924 确定。
6.2.4.2
二次淬火加热气氛碳势应根据工件对表面碳浓度的要求确定。
6.2.4.3 低温回火温度根据工件的最终硬度要求确定，
一般为160℃~220℃。
6.3.1 及时清除工件上附着的残留物。
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6.3.2 如有需要，可对工件进行喷丸等表面强化处理。
已处理工件表面不应有因热处理引起的裂纹、熔融、烧伤及明显划痕。
7.2.1 硬度应按GB/T 230.1、GB/T 4340.1 和 GB/T 4341 规定的方法进行检测。
7.2.2 高温渗碳淬火后表面硬度偏差应不超过表5的要求。
表 5 表面硬度偏差要求
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7.2.3 心部硬度应符合工件技术要求，
一般在随炉试样上测量，有特殊要求时，可通过解剖工件进行。
7.3.1 有效硬化层深度的测定应符合 GB/T 9450
的规定，偏差应小于硬化层深度的10%。
7.3.2
有效硬化层一般在随炉试样上测量，若有特别要求时，可在解剖的工件截面上进行。
表面碳含量可按剥层法或光谱法检测， 一般为0.75%C～1.0%C。
当要求韧性较好时，取下限；要
求耐磨性较好时，取上限。
7.5.1 金相组织按 GB/T 25744 进行检验，晶粒度级别按 GB/T6394
进行评定，其结果应符合表6的
要求。
表 6 高温渗碳工件金相组织要求
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7.5.2 表层内氧化层的深度按 GB/T 25744
进行检测检定，其结果应符合表7的要求。
GB/T 32539—2016
表 7 表层内氧化层深度要求
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高温渗碳、淬火回火后，可用特定量具测量工件畸变情况，测量内容可根据工件技术要求确定。畸
变量(可为校直后畸变量)应符合技术要求。
7.7.1 硬度计及标准块应经检定合格，并在检定周期内使用。
7.7.2
定碳天平、光谱、磁粉探伤机、金相显微镜或相关测微标尺等应经检定合格，并在检定周期内
使用。
8.1 高温渗碳的电能测定、计算及消耗应符合GB/T 17358 的有关规定。
8.2 高温渗碳的工艺燃料测定、计算及消耗应符合GB/T 19944 的有关规定。
高温渗碳生产过程的安全卫生与劳动保护应符合GB15735 的有关规定。
根据要求可按每批或每炉填写报告单。
报告单应包括下列内容：
a) 批号或炉号；
b) 工艺类型或代号；
c) 工件名称和图号；
d) 工件材料的牌号；
e) 工件材料处理前组织状态；
f) 单件质量及数量；
g) 质量检验结果；
h) 加工单位；
i) 操作者；
j) 质量检验员；
k) 报告日期。
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(资料性附录)
常用高温渗碳工艺
A.1 高温渗碳淬火回火工艺
图 A.1 为常用高温渗碳淬火回火工艺曲线。
style="width:9.91342in;height:3.43332in" />
图 A.1 常用高温渗碳淬火回火工艺曲线
A.2 高温渗碳二次淬火回火工艺
图 A.2 为常用高温渗碳二次淬火回火工艺曲线。
style="width:12.12662in;height:3.01334in" />T/℃
0 t/h
图 A.2 常用高温渗碳二次淬火回火工艺曲线
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