怎样合理控制正火显微组织、晶粒度及硬度减小渗碳齿轮热处理畸变
正火工艺、显微组织及硬度要求如下。
1)等温正火工艺。正火的加热温度一般为Ac3+80～150℃，奥氏体晶粒较大（增加脆性），正火冷却需采用两段冷却或控制冷却的等温正火工艺，使F+P的转变在很小的温度范围内或同一温度下进行。
2)显微相组织及硬度要求。要求显微组织为加工硬化率小、淬火后体积胀大规律稳定的F+P，如果允许有M和贝氏体(B)，尤其是低碳低合金钢中的粒状贝氏体(Bg)，因其加工硬化率高，既容易打刀，又会使切削残余应力增大，从而使齿轮热处理变形增大。如果同一齿轮各处的显微组织不同（正火后），硬度不同（正火后），切削残余应力就会不同，渗碳淬火后的变形更大。国外三家汽车公司的渗碳齿轮坯等温正火的技术要求见表4-43。
采用端淬曲线带窄的H钢，钢材成分偏析和带状组织严重，会使正火后齿轮毛坯切削性能恶化、齿轮各部位淬透性不一以及淬火体积变化不均，从而造成材料热处理变形增大。因此，带状组织控制在≤3级。
渗碳齿轮钢锻造时，因高温加热、变形度不均和终锻温度较高，因而奥氏体晶粒比较粗大而且不均匀。锻后冷却时，粗大晶粒部分容易获得不稳定的显微组织，例如魏氏体(W)和贝氏体(B)，晶粒细小部分容易获得F+P。在正火加热时，前者因组织遗传又形成粗大晶粒，后者则获得细小晶粒。这种混晶组织在正火冷却时，粗晶粒部分还容易形成贝氏体，因而，切削性能恶化，切削残余应力增大。因此，一般正火组织中不允许有贝氏体(B)等不稳定组织存在。否则，在后序渗碳加热时又会因组织遗传形成粗大晶粒，淬火时这部分的淬透性会大于细小晶粒的部分，这样会使淬火内应力分布不均，而使齿轮热处理变形增大。渗碳齿轮变形规律稳定、变形最小的齿轮锻坯，其正火显微组织应为晶粒5～6级的F+P和适中的硬度(最好160～190HBW)。
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