渗碳处理常见工艺参数速查

工艺速查手册渗碳处理常见工艺参数速查温度·时间·碳势·淬火·检测2026内容导览01渗碳基础原理与常用钢种02渗碳参数温度时间碳势速查03后处理与检测淬火回火与层深检测CARBURIZING01渗碳基础外硬内韧，从原理开始渗碳三步机理实现外硬内韧低碳钢或低碳合金钢置于富碳介质中，加热到奥氏体化温度，使碳原子扩散渗入工件表层。01分解介质在高温下分解，产生活性碳原子02吸附活性碳原子被钢件表面吸附，溶入表层奥氏体03扩散表层与心部形成碳浓度差，碳原子由表及里扩散渗碳后必须配合淬火和低温回火，才能把增碳效果转化为性能。渗碳层深度0.8～1.2mm深层渗碳可达2mm以上表面硬度HRC58～63心部硬度HRC30～42组织与应力组织表层高硬度马氏体+少量碳化物应力表面产生压缩内应力效果有利于提高疲劳强度外硬内韧，源于碳的由表及里20CrMnTi是炉前最常用渗碳钢炉前速查20CrMnTi

执行

GB/T3077，是炉前最常用的渗碳钢牌号。钛控晶粒，韧在芯里成分与作用碳0.17%～0.23%，铬1.00%～1.30%，锰0.80%～1.10%，钛0.04%～0.10%钛形成细小

TiC颗粒，渗碳时抑制晶粒长大，保证心部韧性力学性能（标准规定）抗拉强度≥1080MPa，屈服强度≥835MPa伸长率≥10%，冲击吸收功≥55J淬火回火规范第一次淬火

880℃，第二次淬火

870℃，均油冷回火

200℃

后水冷或空冷硬度与用途渗碳淬火后：表面

HRC60～62，心部HRC30～45用于汽车齿轮、传动轴等耐磨件高强度牌号20CrMnMo的选材逻辑换料先看淬透性截面大、载荷高的零件，从

20CrMnTi

换用

20CrMnMo。碳含量同为

0.17%～0.23%，但铬升至

1.10%～1.40%，另加钼

0.20%～0.30%，淬透性明显占优。强度高一档≥1180MPa抗拉强度

≥1180MPa，屈服强度

≥885MPa。淬火温度是核心差异炉前对照·先对牌号再定参数20CrMnMo850℃

油冷，回火

200℃

水冷或空冷，渗碳后表面硬度

HRC58～6220CrMo渗碳后表面

HRC58～62，芯部

HRC32～3520MnCr5与20CrMnTi等效，渗碳温度同为

930℃换料先查工艺参数换料生产时，先确认牌号再对表设定淬火温度，避免沿用旧参数导致硬度偏差。CARBURIZING02渗碳参数温度定速度，时间定深度渗碳温度锁定930℃标准值温度决定渗碳速度扩散系数与温度呈指数关系，气体渗碳常用

850～950℃，行业标准设定

930℃——奥氏体晶粒未剧烈长大，碳扩散快、效率高。分方法温度区间盐浴渗碳：800～900℃，渗速0.2～0.5mm/h真空渗碳：1000～1050℃，高温缩短时间细晶粒钢（含钛/钒/铌）：可放宽至950～960℃粗晶粒钢：严格控制在930℃以下防过热炉温均匀性是硬指标±5℃有效加热区偏差以内，精控

±3℃试棒摆放避开热电偶正下方与炉门附近渗碳时间用层深反推核心逻辑：保温时间由层深反推，不靠经验猜测。经验公式（930℃）总时间（小时）≈（层深毫米

÷0.5）²层深1.0毫米→约

4小时层深0.5毫米→约

1.0～1.5小时层深（毫米）总时间（小时）1.03.5～4.51.57.0～8.52.011.0～13.0两段分配：强渗期占

60%～70%，扩散期占

30%～40%。装炉量增大时，保温时间需按炉罐实际载荷适当延长。碳势分强渗扩散两段控制两段碳势，先拉后调两段碳势，先拉后调强渗期碳势

1.10%～1.40%C快速拉高表面碳浓度、建立浓度梯度扩散期碳势降至

0.75%～1.00%C碳向心部平缓扩散，表面浓度回调至目标值滴注比例随段切换强渗阶段3:1强渗剂（煤油、丙酮，碳当量＞1）与稀释剂（甲醇、乙醇，碳当量≤1）扩散阶段1:2调整为

1:2控制精度与目标值氧探头+PID自动控制碳势波动稳定在

±0.05%C

以内最终表面碳浓度控制在

0.75%～0.95%过高易生网状碳化物，过低则淬火后硬度不足碳势精准，硬度可控气体渗碳与真空渗碳各扛一方气体渗碳车间主流温度900～950℃，设备成熟、成本低，适合大批量精密零件控碳势CO/CO₂比例

或

氧探头控碳势，工艺成熟可靠应用常规齿轮批量件仍以气体渗碳为主真空渗碳高精度首选温度1000℃以上，0～30mbar低压工艺通入

高纯乙炔或丙烷，脉冲交替强渗与扩散优势畸变率降低50%

以上·表面硬度均匀性提升30%·碳排放减少42%代价设备成本高、技术门槛高，需解决加热元件表面积碳；乙炔碳源丰富、不易产生炭黑，正逐步替代丙烷应用高精度航空件、新能源传动轴多用真空渗碳QUALITYCONTROL03后处理与检测淬火定型，检测把关淬火方式决定组织与变形温度选对，变形可控渗碳只增碳，淬火才出硬度。按质量要求选路径。预冷直接淬火炉温降至830～850℃，保温30～60分钟均温，出炉油淬效率高，变形稍大低温回火与深冷稳定尺寸回火温度盯紧：淬火后及时低温回火，150～200℃保温

2～4小时空冷，常用

180℃消除淬火应力、稳定组织尺寸。回火定硬度，深冷稳尺寸。工艺参数操作注意点

温度敏感每升高

50℃，表面硬度约降

5HRC（200℃→250℃，HRC62→57），炉温不可随意上调。

高精度件加深冷处理淬火后立即进行，-70℃至-120℃保温

1～2小时，促使残余奥氏体转变成马氏体，提高尺寸稳定性。

精磨后再去应力回火120～150℃保温

3～6小时，消除磨削应力。层深按550HV处判定判定基准：有效硬化层深度（CHD）＝表面至550HV处垂直距离，按GB/T9450-2005（修改采用ISO2639）测定，常用层深0.5～2.0mm，深层渗碳可达2mm以上判定界面550HV

处垂直距离检测标准GB/T9450-2005（修改采用ISO2639）常用层深0.5～2.0mm，深层渗碳可达2mm以上三种检测方法硬度法标准仲裁·沿截面垂直测硬度梯度，以

550HV1

处为界，精度

±0.25

微米金相法看组织分界，碳钢过共析层+共析层

≥总层深75%，合金钢

≥50%断口法随炉试样淬火后打断，渗碳层白色瓷状、未渗碳部分灰色纤维状，适合炉前快速粗查配套标准GB/T25744查显微组织JB/T6141.3查碳化物评级渗碳参数速查一览表按行执行——全篇关键参数汇总参数项目典型范围/值说明气体渗碳温度900～950℃标准

930℃真空渗碳温度1000～1050℃高温缩短时间盐浴渗碳温度800～900℃渗速

0.2～0.5mm/h强渗期碳势1.10%～1.40%C占总时间

60%～70%扩散期碳势0.75%～1.00%C占总时间

30%～40%目标表面碳浓度0.75%～0.95%C过高网状碳化物，过低硬度不足1.0mm层深时间3.5～4.5小时930℃，公式

t≈(d/0.5)²直接淬火温度830～850℃预冷后油淬再加热淬火温度810～830℃晶粒细、变形小淬火油温40～80℃快速或分级油低温回火150～200℃常用

180℃，2～4h