20Cr2Ni4A齿轮钢天然气渗碳工艺研究

摘要

为了解决常规渗碳过程中存在效率低、污染重、成本高的问题,采用净化后天然气作为富化介质对20Cr2Ni4A齿轮钢进行渗碳处理.通过扫描电镜、能谱分析仪、显微硬度仪、碳硫分析仪、残余应力检测仪等手段对常规渗碳与天然气渗碳后的显微组织、渗层成分、硬度梯度、碳浓度梯度、残余应力分布梯度进行检测,并对两种渗碳工艺的生产效率进行对比,同时也对天然气渗碳后的常、低温冲击断口形貌进行了分析.结果表明:与常规渗碳相比,当渗碳层深为(1.6±0.2)mm时,天然气渗碳可提升效率15％以上;可获得较为平缓的硬度梯度、碳浓度梯度分布和较高的渗层残余压应力.低温冲击断口形貌具有韧窝少而浅、准解理形貌和二次裂纹多等特征,同时局部区域出现沿晶断裂.天然气渗碳工艺可应用于高承载、长寿命重载齿轮的表面强化.