熱處理之滲碳
2015-11-05 所謂熱處理乃用各種道具或機械，把物品加熱到特定溫度後，以適當的速度冷卻，將其性質變成吾人所希望的強度；把物品加熱時可用重油、瓦斯、電熱等，冷卻可在水、油或在空氣中散熱。
加熱方法和冷卻方法應依目的和物品的種類而定；所謂目的是想把該物品變成何種性質，為達此目的須分數道程序進行、退火、淬火、回火等即其工作名稱；所謂物品的種類並非指物品的形狀，而是指物品所用的材料，大致可分為鋼、銅合金、輕合金等，鋼還可細分為碳鋼、合金鋼、不銹鋼等，種類其多；同一工作也有不同的加熱溫度和冷卻方法。
①自攻螺絲滲碳過後，表面硬度可達Vickers硬度600~700,愈接近螺絲中心部愈低。
②滲碳方法有三種：
A.固體滲碳法；B.液體滲碳法；C.氣體滲碳法。
③自攻螺絲滲碳方法有二種：
A.液體滲碳法是在滲碳的同時進行氮化法用，故亦稱滲碳氮化法，亦即把螺絲置入850~930°C的滲碳性鹽浴滲碳，投入水或油中淬火，熱處理應變小，且易得溫度均勻性，但鹽份會附著於物品，使冷卻速度不均勻，導致硬度的不均勻性很大，特別是冷液為油時的影響很大，故須注意。
B.氣體滲碳法，利用都市瓦斯或丙烯氣的滲碳性氣體送入加熱到850~900°C的爐中，在此環境內
加熱來滲碳，接著投入水或油中淬火，調整氣體的成份，可加減滲碳濃度，也容易將之保持穩定，不過，都市瓦斯的成份變動很大，難得一定成份氣體所以一般使純度90%以上的丙烯氣體。
回火：滲碳淬火可使硬度達到Vickers硬度700左右，但此狀態殘留著淬火所致內部應力，螺絲在使用中易折斷或斷頭，而且鍍金之際易發生氫脆性；因而，為了使硬度變動少並增加韌性起見，通常在380°C ~420°C回火。不需要強度的場所所用的小螺絲或螺栓，即使不施行熱處理，抗拉強度也有50~60kg/mm²左右；但是，需要強度的場所或強力鎖緊而不可鬆脫的場所，則用有熱處理過的高強度螺栓，其抗拉強度碳鋼約80kg/mm²,合金鋼100kg/mm²左右，最常用的碳鋼螺栓（含碳量0.5%以下）是碳量愈多時，抗拉強度愈高，0.18%以上就需施行淬火，回火的熱處理。
螺栓一般利用熱間壓造法的場合是：
A.形狀較簡單，可以適當的棒材立即完成模壓成形者。
B.在加工成型前加熱二次或二次以上，矯正後可成粗形後進行後加工成形者。
C.以一燒鍛造法加熱一次後直接完成鍛粗，加工成形者。
螺栓的抗拉強度要求80/mm²以上時，通常使用碳含量0.3%以上的中碳鋼或合金鋼，藉冷間鍛頭機成形加工後，進行淬火，回火製造出所需強度的零件；但是，冷間鍛頭材料的碳含量為0.3%以上或抗拉強度80/mm²以上時，在成形中會發生加工破裂，導致成形零件的韌性不夠，在使用上不安定，所以鍛造材料常需將其金相組織進行完全的球狀化處理；而且，成形加工後的熱處理是在零件的最終工程來進行，所以有必要使用無氧化氮體爐或鹽浴爐等施行熱處理；不過，因熱處理批次所致的品質參差或熱處理所致零件尺寸精度的降低很難避免，導致使零件性能不完全，常因而造成製品不良。
為了解決這些問題而開發出冷間成形用調質鋼線，有下示各種特點：
A.調質鋼線已先處理完成品所必要的強度，所以成形後不必進行熱處理；
B.鋼線在其製造工程中不需要長時間的球狀化退火處理，所以成品不會有脫碳層等缺陷；
C.鋼線經過連續性的調質處理，所以很少因熱處理批次而使品質參差不一；
D.完成品是否需要熱處理，不會有熱處理應變，零件的形狀，尺寸精度優良可得所有機械性性質
優良的完成品；
E.製造工程可以比較如下，調質材生產方式的工程簡化，可減少完成品的成本。
含碳量2.5%~4.5%的鐵較脆而不能鍛煉，但可將它熔化而鑄造各種製品──稱為生鐵。
含碳量為0.01%~0.5%者有延性及展性，容易鍛造，其中不能藉淬火硬化者為鐵，可硬化者為鋼。
碳鋼在正常化狀態的碳含量與機械性性質，隨著含碳量的增加，以硬度及降伏點，抗拉強度等表示的強度變大，以延展性、斷面收縮率等表示的韌性會減少。
加熱方法和冷卻方法應依目的和物品的種類而定；所謂目的是想把該物品變成何種性質，為達此目的須分數道程序進行、退火、淬火、回火等即其工作名稱；所謂物品的種類並非指物品的形狀，而是指物品所用的材料，大致可分為鋼、銅合金、輕合金等，鋼還可細分為碳鋼、合金鋼、不銹鋼等，種類其多；同一工作也有不同的加熱溫度和冷卻方法。
①自攻螺絲滲碳過後，表面硬度可達Vickers硬度600~700,愈接近螺絲中心部愈低。
②滲碳方法有三種：
A.固體滲碳法；B.液體滲碳法；C.氣體滲碳法。
③自攻螺絲滲碳方法有二種：
A.液體滲碳法是在滲碳的同時進行氮化法用，故亦稱滲碳氮化法，亦即把螺絲置入850~930°C的滲碳性鹽浴滲碳，投入水或油中淬火，熱處理應變小，且易得溫度均勻性，但鹽份會附著於物品，使冷卻速度不均勻，導致硬度的不均勻性很大，特別是冷液為油時的影響很大，故須注意。
B.氣體滲碳法，利用都市瓦斯或丙烯氣的滲碳性氣體送入加熱到850~900°C的爐中，在此環境內
加熱來滲碳，接著投入水或油中淬火，調整氣體的成份，可加減滲碳濃度，也容易將之保持穩定，不過，都市瓦斯的成份變動很大，難得一定成份氣體所以一般使純度90%以上的丙烯氣體。
回火：滲碳淬火可使硬度達到Vickers硬度700左右，但此狀態殘留著淬火所致內部應力，螺絲在使用中易折斷或斷頭，而且鍍金之際易發生氫脆性；因而，為了使硬度變動少並增加韌性起見，通常在380°C ~420°C回火。不需要強度的場所所用的小螺絲或螺栓，即使不施行熱處理，抗拉強度也有50~60kg/mm²左右；但是，需要強度的場所或強力鎖緊而不可鬆脫的場所，則用有熱處理過的高強度螺栓，其抗拉強度碳鋼約80kg/mm²,合金鋼100kg/mm²左右，最常用的碳鋼螺栓（含碳量0.5%以下）是碳量愈多時，抗拉強度愈高，0.18%以上就需施行淬火，回火的熱處理。
螺栓一般利用熱間壓造法的場合是：
A.形狀較簡單，可以適當的棒材立即完成模壓成形者。
B.在加工成型前加熱二次或二次以上，矯正後可成粗形後進行後加工成形者。
C.以一燒鍛造法加熱一次後直接完成鍛粗，加工成形者。
螺栓的抗拉強度要求80/mm²以上時，通常使用碳含量0.3%以上的中碳鋼或合金鋼，藉冷間鍛頭機成形加工後，進行淬火，回火製造出所需強度的零件；但是，冷間鍛頭材料的碳含量為0.3%以上或抗拉強度80/mm²以上時，在成形中會發生加工破裂，導致成形零件的韌性不夠，在使用上不安定，所以鍛造材料常需將其金相組織進行完全的球狀化處理；而且，成形加工後的熱處理是在零件的最終工程來進行，所以有必要使用無氧化氮體爐或鹽浴爐等施行熱處理；不過，因熱處理批次所致的品質參差或熱處理所致零件尺寸精度的降低很難避免，導致使零件性能不完全，常因而造成製品不良。
為了解決這些問題而開發出冷間成形用調質鋼線，有下示各種特點：
A.調質鋼線已先處理完成品所必要的強度，所以成形後不必進行熱處理；
B.鋼線在其製造工程中不需要長時間的球狀化退火處理，所以成品不會有脫碳層等缺陷；
C.鋼線經過連續性的調質處理，所以很少因熱處理批次而使品質參差不一；
D.完成品是否需要熱處理，不會有熱處理應變，零件的形狀，尺寸精度優良可得所有機械性性質
優良的完成品；
E.製造工程可以比較如下，調質材生產方式的工程簡化，可減少完成品的成本。
含碳量2.5%~4.5%的鐵較脆而不能鍛煉，但可將它熔化而鑄造各種製品──稱為生鐵。
含碳量為0.01%~0.5%者有延性及展性，容易鍛造，其中不能藉淬火硬化者為鐵，可硬化者為鋼。
碳鋼在正常化狀態的碳含量與機械性性質，隨著含碳量的增加，以硬度及降伏點，抗拉強度等表示的強度變大，以延展性、斷面收縮率等表示的韌性會減少。
