怎樣合理控制正火顯微組織、晶粒度及硬度減小滲碳齒輪熱處理畸變
正火工藝、顯微組織及硬度要求如下。
1)等溫正火工藝。正火的加熱溫度一般為Ac3+80～150℃，奧氏體晶粒較大（增加脆性），正火冷卻需采用兩段冷卻或控制冷卻的等溫正火工藝，使F+P的轉變在很小的溫度范圍內或同一溫度下進行。
2)顯微相組織及硬度要求。要求顯微組織為加工硬化率小、淬火后體積脹大規律穩定的F+P，如果允許有M和貝氏體(B)，尤其是低碳低合金鋼中的粒狀貝氏體(Bg)，因其加工硬化率高，既容易打刀，又會使切削殘余應力增大，從而使齒輪熱處理變形增大。如果同一齒輪各處的顯微組織不同（正火后），硬度不同（正火后），切削殘余應力就會不同，滲碳淬火后的變形更大。國外三家汽車公司的滲碳齒輪坯等溫正火的技術要求見表4-43。
采用端淬曲線帶窄的H鋼，鋼材成分偏析和帶狀組織嚴重，會使正火后齒輪毛坯切削性能惡化、齒輪各部位淬透性不一以及淬火體積變化不均，從而造成材料熱處理變形增大。因此，帶狀組織控制在≤3級。
滲碳齒輪鋼鍛造時，因高溫加熱、變形度不均和終鍛溫度較高，因而奧氏體晶粒比較粗大而且不均勻。鍛后冷卻時，粗大晶粒部分容易獲得不穩定的顯微組織，例如魏氏體(W)和貝氏體(B)，晶粒細小部分容易獲得F+P。在正火加熱時，前者因組織遺傳又形成粗大晶粒，后者則獲得細小晶粒。這種混晶組織在正火冷卻時，粗晶粒部分還容易形成貝氏體，因而，切削性能惡化，切削殘余應力增大。因此，一般正火組織中不允許有貝氏體(B)等不穩定組織存在。否則，在后序滲碳加熱時又會因組織遺傳形成粗大晶粒，淬火時這部分的淬透性會大于細小晶粒的部分，這樣會使淬火內應力分布不均，而使齒輪熱處理變形增大。滲碳齒輪變形規律穩定、變形最小的齒輪鍛坯，其正火顯微組織應為晶粒5～6級的F+P和適中的硬度(最好160～190HBW)。
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