某16MnCr5零件，厚4mm，滲碳淬火后表面硬度要求大于700HV3， 但在實際生產過程中，熱處理表面硬度低于700 HV3。如何合理選配滲碳溫度、滲碳碳勢、淬火溫度、淬火碳勢，通過改善熱處理后表面殘余奧氏體的量來達到要求。

1 實驗材料及原熱處理工藝

實驗材料的化學成分見表1。

要求滲碳淬火后表面硬度>700HV3，表面組織只允許存在10%的殘余奧氏體。

熱處理設備為中日合資鹽城豐東公司的BBH-600 預抽真空多用爐；淬火用油為上海好富頓HQG 油； 熱處理氣氛為滴注式氣氛， 滲碳溫度880℃，碳勢：1.15%直接淬火。經此工藝處理后，表面硬度660～690HV3，表面組織中存在約20%的殘余奧氏體。

2 原因分析及實驗驗證

2．1 表面組織的驗證

熱處理后表面硬度低，通過PFMER 分析，可能原因是熱處理后表面殘余奧氏體多。經檢測金相組織，表面存在約20%的殘余奧氏體，如圖1所示。為驗證熱處理后表面組織殘余奧氏體的真實性， 通過冷處理和高溫回火處理來驗證。冷處理使殘余奧氏體在0℃以下轉變為馬氏體；零件滲碳后，在680℃左右進行長時間的高溫回火， 使奧氏體分解為珠光體，然后再低溫(750～780℃)淬火。

2.1.1 深冷處理

先進行深冷處理，在-180℃保溫120 min；然后在多用爐中進行低溫(200℃)保溫120min 回火。熱處理后重新檢測硬度和金相組織，硬度在770HV3以上，表面組織中不存在殘余奧氏體。

2.1.2 高溫回火處理