20CD4 18NCD6 16NCDl3 渗碳合金结构钢 经表面渗碳和适当热处理的低碳合金钢简称渗碳钢。经过这种工艺处理的零件整体有足够高的强度和韧性，而表面则具有高硬度和耐磨性。这类钢是表面硬化合金结构钢中开发最早，用途最广的一种。它们广泛用于制造齿轮、销杆及轴类等，在使用过程中承受弯曲、冲击、交变等多种负荷，而且相互之间还有一定接触应力导致相对摩擦的零部件。
技术要求 渗碳钢应具备的主要性能有：强度、韧性、表面硬度和工艺性能。
强度 渗碳钢要有足够高的强度。例如齿轮在渗碳后心部应有足够高的屈服强度，以保证齿轮齿部经受弯曲负荷时，在渗碳层出现裂纹以前，心部或过渡层不发生塑性变形。实践证明，随着心部强度的提高，渗碳层的强度也随之提高。
冲击韧性 渗碳钢要有良好的冲击韧性。由于渗碳层的硬度高，而韧性较低，在冲击负荷下，渗碳件往往在渗碳层先产生裂纹。因此，为了要提高渗碳件的韧性，首先要改善渗碳层的组织，提高渗碳层的韧性，使裂纹不易产生。其次，要使心部具有高的韧性，以便一旦渗碳层形成裂纹，不会迅速扩展到整个断面，发生脆性破坏。
表面硬度 渗碳钢的表面层要有高的硬度(HRc56～63)，才能有好的耐磨性，保证渗碳件不过早磨损或因接触疲劳破坏而失效。
工艺性能 渗碳钢应具有一般结构钢所具有的锻造性、切削性。在热处理方面，除要求过热敏感性小和淬火变形小以外，还要求有良好的渗碳适应性，即渗碳速度快、表面碳含量适合、过渡层平缓、渗碳层的残余奥氏体量少等。
合金化 其目的主要是提高钢的淬透性。根据渗碳零件的非均质特点，渗碳钢的合金化应从基体(心部)和渗层两个方面来考虑。
热处理渗碳钢零件的热处理包括机械加工前的预处理和最终处理。预处理的目的是消除锻造应力及保证适当的硬度，改善切削加工性能。根据不同钢种和预处理要求进行不同的预处理：正火、正火+回火、淬火+回火。例如制造齿轮的20CrMnTi钢锻造后进行950～970℃正火是为了消除锻造应力，并保证进行正常切削加工所需的硬度。淬透性高的中合金渗碳钢18Cr2Ni4wA在正火后得到马氏体组织，硬度很高，必需再进行高温回火进行软化。12CrNi3A齿轮钢则需用调质来改善切削加工性能。最终处理的目的是使渗碳钢零件达到规定的性能要求。渗碳后一般进行淬火和低温回火处理。根据钢种和性能要求的不同，可以进行各种组合的最终处理。
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