简述固体渗碳法的工艺进程

    将表面渗碳钢作成的工件，连同渗碳剂装入渗碳箱而密闭，装入加热炉，加热成沃斯田铁状态，使碳从钢表面侵入而扩散，处理时间后，连同渗碳箱冷却，只取出渗碳处理工件，进行一次淬火、二次淬火、施行回火。

此固体渗碳在渗碳法中歷史老，不适於连续处理大量工件，作业环境不良，已有衰退倾向，不过炉及其他设备也较简单，多种少量的处理也较方便，不至於绝跡。

固体渗碳的渗碳机构以气体渗碳為基础，亦即箱内的固体渗碳剂与箱内空气中的氧反应，成為二氧化碳（CO2），CO2再与碳反应，生成一氧化碳（CO）。  

        C + O2 = CO2                              （1）

        C + CO2 = 2 CO                          （2）

      CO在钢表面分解，析出碳〔C〕。

        2 CO =〔C〕+ CO2                           （3）

    〔C〕异於普通的碳，此种在钢表面分解的原子状碳（atomic Carbon）即称為活性碳或初生态碳（nascent Carbon）的活性强的碳，本讲义表成〔C〕；另一方面，钢材表面副生的CO2再在固体渗碳剂表面依（2）式生成CO，依（3）式分解而析出〔C〕，此反应连续反覆进行，碳从钢材表面侵入扩散，而渗碳。

　　前述反应与铁（Fe）组合成渗碳反应。

        Fe + 2 CO = {  Fe - C  }+ CO2       （4） 

    渗碳用之碳素，如以渗碳性之强度顺序列之，可排如木炭、焦炭、石墨、骨炭。通常使用木炭為主剂，再添加若干渗碳。一般以硷金属的碳酸盐為剂，碳酸盐中的碳酸鋰（LiCO3）、碳酸鍶（Sr CO3）、碳酸钾（K CO3）的能大，但昂贵，工业上採用碳酸钡（Ba CO3）、碳酸钠（Na2 CO3）為多。虽能不如，但有耐久性，Na2 CO3快劣化，所以通常木炭加Ba CO320～30％，或再加10％以下的Na2 CO3為渗碳剂。

固体渗碳处理程序下：

    先将处理工件去锈，脱脂以适当的间隔（20～25㎜以上）排列於渗碳箱中，周围填围渗碳剂，加盖以粘土封密装入如图五之电气炉，坑式炉也可用。加热保持时间。

    在炉中经过所定后，在炉内徐冷或者由炉中拖出空冷，后进行热处理。

渗碳钢的表面為高碳钢，心部為低碳钢，有施行适用各部份的硬化处理，一般籍一次淬火将心部组织微细化，其次藉二次淬火将渗碳层硬化，藉回火使硬化层的组织安定化。

    但依钢材的种类及使用目的而有适当的热处理，镍铬钢、镍铬鉬钢等的结晶粒粗大化少，未需要一次淬火，渗碳后实施球状化退火者已达一次淬火的目的，亦无此一次淬火的淬火温度高，变形大，容易脆裂，要尽量避免；渗碳层浅的小工件通常省略一次淬火。

二次淬火后，施行回火，消除应力，赋予韧性、分解残留沃斯田铁，防止时效变形，要求高硬度者在150℃以下长时回火，忌讳时效变形者，可在稍高的180～200℃回火。