15、20等低碳鋼，因淬透性差，滲碳（碳氮共滲）淬火后心部強(qiáng)度低，只適宜用于表面耐磨、載荷小、沖擊輕微、心部不需要較高強(qiáng)度的小工件，如軸套、鏈條、小水閥等。

零件表面要求耐磨，心部又要求有良好的強(qiáng)韌性，常采用20Cr、20CrMnTi鋼等淬透性較好的低合金滲碳（碳氮共滲）鋼。如長(zhǎng)期在摩擦條件下工作，承受一定交變負(fù)荷和沖擊負(fù)荷的活塞銷、銷軸等常采用20Cr鋼滲碳（碳氮共滲）淬火；對(duì)交變負(fù)荷重、沖擊較大的齒輪（截面≤30~35mm），則采用20CrMnTi鋼滲碳（碳氮共滲）淬火。20CrMnTi鋼滲碳（碳氮共滲）淬火晶粒細(xì)小，淬透性好，且熱處理變形小，可保證心部得到以低碳馬氏體為主體的組織，心部強(qiáng)度高(38~ 43HRC)，同時(shí)又有較高的塑韌性(aK≥100J/cm²)；對(duì)負(fù)荷更重的大截面（工件壁厚≥35~ 40mm）滲碳（碳氮共滲）齒輪，可同重型拖拉機(jī)、汽車一樣，采用30CrMnTi鋼，保證心部較高強(qiáng)度，且心部與滲碳（碳氮共滲）層過(guò)渡區(qū)的強(qiáng)度也較高。

低碳鋼滲碳（碳氮共滲）淬火與中碳鋼調(diào)質(zhì)（正火）高頻表面淬火，雖二者都是提高零件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，但使用時(shí)應(yīng)有區(qū)分。低碳鋼淬火一般主要用于較大負(fù)荷(700~1000MPa)及沖擊較大、中低速的齒輪、花鍵軸類等零件；而中碳鋼高頻表面淬火則用于相對(duì)負(fù)荷較輕( 400~ 700MPa)，沖擊較小的齒輪、軸類等零件。因中碳馬氏體高頻表面淬火層的耐磨性及心部的強(qiáng)韌性均較低碳鋼滲碳（碳氮共滲）淬火的滲碳（碳氮共滲）層及低碳馬氏體心部低。

此外，受高頻淬火工藝影響，較大模數(shù)(m=5～6mm)重載齒輪及錐齒輪，齒面高頻表面淬火層沿齒廓分布不均勻，尤以大錐齒輪兩弧齒面硬度差值大，使用中常發(fā)生斷齒等早期損壞現(xiàn)象，影響正常運(yùn)行。為此應(yīng)考慮采用20CrMnTi鋼滲碳（碳氮共滲）淬火取代40Cr鋼調(diào)質(zhì)與高頻淬火，雖然制造成本高了些，但還是利大于弊。表5-1常用合金滲碳鋼的牌號(hào)、化學(xué)成分、熱處理、力學(xué)性能及用途。

滲碳鋼通常是指需經(jīng)滲碳處理后使用的鋼材，具有外硬內(nèi)韌的性能，用于承受沖擊的耐磨件，如汽車、拖拉機(jī)中的變速齒輪，內(nèi)燃機(jī)上的凸輪軸、活塞銷等。

化學(xué)成分為低碳，一般w(C) =0.10%～0.25%，以保證零件心部具有足夠的塑性、韌性。主要合金元素是Cr，還可加入Ni、Mn、B、W、Mo、V、Ti等。其中，Cr、Ni、Mn、B可提高淬透性，使大尺寸零件淬火后心部得到低碳馬氏體組織，以提高強(qiáng)度和韌性；少量的W、Mo、V、Ti能形成細(xì)小、難溶的碳化物，以阻止?jié)B碳過(guò)程中高溫、長(zhǎng)時(shí)間保溫條件下的晶粒長(zhǎng)大，在零件表層形成的合金碳化物還可提高表面滲碳層的耐磨性。

常用牌號(hào)有20Cr、20CrMnTi、20Cr2Ni4等。

20Cr鋼常用來(lái)制造負(fù)荷不大、小尺寸的一般滲碳件，如小軸、小齒輪、活塞銷等，也可在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，制造工作速度較大并承受中等沖擊載荷的零件。這種鋼在滲碳時(shí)易過(guò)熱，表面也容易出現(xiàn)網(wǎng)狀滲碳體。

20CrMnTi是應(yīng)用最廣泛的合金滲碳鋼，用于截面在30mm以下、高速運(yùn)轉(zhuǎn)并承受中等或重載荷的重要滲碳件，如汽車、拖拉機(jī)的變速齒輪、軸等零件。

20Cr2Ni4鋼用作大截面、較高載荷、交變載荷下工作的重要滲碳件，如內(nèi)燃機(jī)車的主動(dòng)牽引齒輪、柴油機(jī)曲軸等。

合金滲碳鋼預(yù)先熱處理為正火，以改變鍛造狀態(tài)的不正常組織，獲得合適硬度，以利切削加工。最終熱處理一般是滲碳后淬火加低溫回火，使表層獲得高碳回火馬氏體加碳化物，表面硬度一般為58~64HRC；而心部組織則視鋼的淬透性高低及零件尺寸大小而定，可得到低碳回火馬氏體或其他非馬氏體組織，心部具有良好的強(qiáng)韌性。