在齿轮渗碳过程中，由于设备出现故障无法淬火，在860℃碳势Cp=0.8%时保温10h，设备修复结束。将工件降温、淬火、回火后，检验试样发现，试样有效硬化层深度3.192mm，合格（见表1），但渗层中出现网状碳化物，超出标准要求，不合格。如图1所示。

（a）渗层中出现的网状碳化物

（b）渗层中出现的碳化物

图  1

1.网状碳化物形成的原因

由于860℃碳势Cp=0.8%保温时，碳势比较高，碳的溶解度比渗碳时925℃低很多，所以多余的碳形成碳化物在晶界上析出。如图1所示 。

2.网状碳化物的消除方法

将有碳化物的试样从试样孔放入炉内，在氮气保护下，在925℃碳势Cp=0.7%的气氛中扩散3h后从试样孔取出，空冷。发现原先的碳化物明显减少。如图2所示，证明高温低碳势扩散对碳化物的消除作用比较大。

（a）在925℃碳势Cp=0.7%扩散后的碳化物

（b）在925℃碳势Cp=0.7%扩散后的碳化物

图  2

根据试样试验的效果，我们将工件在925℃碳势Cp=0.65%气氛中，在氮气保护下扩散，中间每隔一段时间从试样孔取样检查，跟踪碳化物变化情况，直到20h时，检验试样发现碳化物完全消除。将工件降温、淬火、回火，检验发现碳化物完全消除，合格。如图3a所示。有效硬化层深度3.219mm，合格，如表2所示。表面氧化层深度22.05um，合格，如图3b所示。

（a）925℃碳势Cp=0.65%扩散20h后渗层组织

b）氮气保护下，扩散后氧化层深度

图  3

3.结语

（1）通过试验我们发现，高温低碳势扩散能消除网状碳化物。

（2）高温扩散时必须有氮气保护，这样在高温下才能确保工件氧化最小化。

（3）制定合理工艺，确保高温低碳势扩散时渗层的增加能尽可能的小，避免渗层超标。