就出现了奥氏体 A 与 原始组织之间的新界面：A/P、A/F。奥氏体晶核的长大时通过渗碳体的溶解、 碳原子在奥氏体中的扩散，以及奥氏体两侧的界面向铁素体和渗碳体推移来实现 的。奥氏体的长大速率受碳的扩散控制。具有面心立方晶格的 Ni、Mn、Cu 等元 素以及 C 会扩大奥氏体相区，Cr、Ti 会缩小奥氏体相区。20CrMnTi 钢是本质细 晶粒钢，奥氏体晶粒比较细，热处理后强度较高，塑性、韧性也比较好。 c. 排气阶段。将工件入前室后，关闭前炉门。这是由于开关炉门时前室温大幅度下降，同时还有大量的空气进入炉内，此时高压氮气会很快进入炉内，很快的排除进入炉内的空气，送入保护气，使炉内较快形成还原性气氛或渗碳性气氛。若用煤油排气，滴量只能适当增加，因为此时炉温较低，煤油分解不完全，滴量过大，易产生大量的炭黑。 滴量的大小应根据炉子的容积来确定。排气阶段的时间，通常是炉子达到渗碳温度后再延续 30~50min，以便完全清除 炉内的 CO2、H2O、O2 等氧化脱碳性气体。当滴入渗碳剂时，应打开排气孔进行排气，将废气点燃。待炉温达到 900℃时，加大渗碳剂的滴量，加速排气，至 CO2 体积分数小于 0.5%是排气结束（注意：仅凭火苗颜色判断排气程度的做法是不正确的） 。 d. 渗碳阶段。此阶段的作用是渗入碳原子，并获得一定深度的渗层。主要分为三个阶段：渗碳介质的分解、工件对碳原子的吸收、碳原子的扩散。
第一阶段分解阶段 分解阶段是指渗碳剂通过反应，形成了渗入钢表面的活性碳原子。这里分解阶段是煤油在925℃时发生分解反应，分解后产生 CO、CH4、CnH2n+2、CnH2n、H2、 CO2、O2、N2 等气体，其中 CO 为弱渗碳气体，CH4 为强渗碳气体，在 925℃是， 会在工件的表面进一步分解，形成渗入能力很高的活性碳原子[C]。
第二阶段强渗阶段 强渗阶段是活性碳原子[C]被工件表面吸附、强渗的过程。在吸碳期间，需要煤油收阶段是 提供足够的活性碳原子，有利于工件表面对碳原子的吸收，活性碳原子少了的话 会使工件表面含碳量降低，活性碳原子太多，则多余的碳原子又会结合成分子溢出，形成炭黑，影响渗碳的正常进行。强渗期也要控制好炉压，将煤油的滴量适 当减少，保证渗碳所需要的碳势，形成表面碳浓度较高的碳层。 第三阶段扩散阶 扩散阶段工件表面吸收了活性碳原子，碳浓度大大提高，沿着碳梯度的下降逐渐向内部渗入，完成工件表面的碳成分的变化。在扩散阶段，若吸收的活性碳原子数量小于扩散的数量，会造成表面碳含量达不到要求，扩散速度会减慢。因此，扩散速 度直接影响到整个渗碳过程的周期。此为渗碳的过程。在排气结束后，进入渗碳阶段，放入试棒，关好试棒孔。调整渗剂滴量，调整炉内压力为 200~300Pa。排气管的废气火焰应稳定，呈浅黄色，长度在 80~120mm 之间，无黑烟和火星。根据火焰燃烧的状况可判断炉内的工作情况，
若火焰中出现火星，说明炉内炭黑过多；若火焰过长，尖端外缘呈白亮色，说明 渗碳剂供给量太多；火焰太短，外缘为透明的浅蓝色，表面渗碳剂供给量不足或是炉子漏气。 e. 使用 RQ 系列气体渗碳炉进行渗碳时，推荐采用煤油与甲醇作滴注 剂，并保持清洁，使用时，根据渗碳过称各阶段的碳势需要，以两者不同的比例分别滴入。一般情况下，排气阶段不滴煤油，强渗阶段不滴甲醇，扩散阶段煤油 与甲醇以 2∶1（体积比）滴入。 f. 气体渗碳时，渗剂的消耗量与炉型、装炉量及滴注剂种类有关。 g. 降温冷却阶段。在渗碳阶段结束前 30~60min，检查炉前试棒的渗层深度，以确定降温的开始时间。检查方法有断口目测法和炉前快速分析法。断口目测法是将渗碳试棒从炉中取出，淬火后打断，观察断口，渗碳层呈白色瓷状， 未渗碳部分为灰色纤维状，交界处的碳的质量分数月为 0.4%，用读数放大镜测 量表面至交界处的厚度。或将试棒断口在砂轮上磨平，用 4%（质量分数）的硝 酸酒精溶液侵蚀磨面，几秒钟后会出现黑圈。黑圈的厚度即可近似的代表渗碳层 的深度，也用个读数放大镜测量。当将至规定的温度后，工件出炉。吊车一件一件的吊出托盘。然后是下一步的热处理，可以预冷，保温一段时间直接放入油中淬火，也可以在空气中散开冷却，再淬火，此时的冷却过程中，工件的表面，即齿表容易氧化脱碳，形成贫碳层，会影响其实用性能，因此可以向冷却坑中倒入 一些煤油或者酒精，也可以用喷雾加速冷却，来
减少表面的脱碳。 h. 渗碳过程中，为防止产生炭黑和加速扩散，可以通入少量的氨气。渗碳后的表层组织为细针状或隐晶马氏体+细颗粒状弥散均匀分布的碳化物+少量残余奥氏体。 ⑤操作过程中的注意点 a. 渗碳工件表面不得有锈蚀，油污及其他污垢。 b. 渗碳炉中的应保持正压，不得漏气，可用火苗检查炉盖和风扇处有无漏气现象。 c. 滴油管不能倾斜，应保持垂直状态，以保证渗碳剂能直接滴入炉膛内。 d. 随时检查炉温，不得超过规定值 925℃的±5℃的范围。 e. 随时检查渗碳剂的滴入量，以防止因为炉盖的震动而发生变化。 ⑥渗碳过程中合金元素的作用 你含碳量高的钢渗碳后的碳浓度梯度较小，渗速缓慢。在其他工艺条件相同的条件下，原始含碳量越高，则渗碳层越薄。合金元素将改变渗层表面的碳浓度和厚度。碳化物的形成元素如 Cr、Mo、W 等可提高工件表面的碳浓度，非碳化物形成元素如 Al、Ni、Si、Mn 等则降低表面的碳浓度。Mn 元素可以改善渗碳层，有利于渗碳层增厚。合金元素对渗碳层厚度的作用取决于两个因素，即表面含碳量的影响和碳在奥氏体中的扩散速度的影响，一般而言合金元素对表面含碳量的影响较大，由于其可以增加表面含碳量，故增大了碳浓度梯度，加速碳原子向内部的扩散速度，渗碳层厚度增加。
⑦渗碳过程中的时间 t 气体渗碳是目前应用比较多的渗碳方法，在社团过程中，控制的工艺参数主要有渗碳温度、渗碳
时间、炉内气氛的碳势三项。渗碳时间决定于渗碳层的技术要求。一般情况下，渗碳层深度与渗碳温度、渗碳时间的关系可利用 Harris 公式估算：
式中: H ——— 渗碳层深，mm；
T ——— 渗碳温度，K； t ——— 渗碳时间，h。 当
温度在 925℃时，渗碳层深度是0.95～1.15mm 时，渗碳时间约为 5.5h。
滑动齿轮在多用炉中的渗碳工艺曲线及图表
渗碳工艺曲线 渗碳工艺图表
程序段号 段时间 时/min 温度℃ 碳势%C 温度允差℃ 碳势允差%C 工艺阶段 a 0:10 925 0.45 5 0.05