滲碳熱處理是指將鋼件置于滲碳介質中加熱并保溫，使碳原子滲入鋼件表層的化學熱處理工藝。

其主要目的是提高鋼件表層的含碳量，進而提升鋼件的表面硬度、耐磨性、接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，同時保持心部良好的韌性和強度，達到外硬內韌的效果。

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原理基于滲碳介質的分解產生活性碳原子，這些活性碳原子被鋼件表面吸收后溶入表層奧氏體中，使奧氏體中的含碳量增加，隨著表面含碳量的增加，與心部含碳量形成濃度差，碳原子遂向內部擴散，碳在鋼中的擴散速度主要受溫度影響，同時與工件中被滲元素內外濃度差和鋼中合金元素含量有關。
滲碳熱處理的工藝過程主要包括以下幾個步驟：
準備階段：選擇低碳鋼或低碳合金鋼作為滲碳零件的材料，確保材料的含碳量小于0.25%。
加熱保溫：將工件置于滲碳介質中（如氣體滲碳介質甲烷、乙烷等，液體滲碳介質煤油、苯等，或固體滲碳劑木炭加促進劑），加熱到900-950℃的單相奧氏體區，并保溫足夠時間，使滲碳介質分解出的活性碳原子滲入鋼件表層。
滲碳層深度控制：通過調整加熱溫度、保溫時間和滲碳介質的種類等因素，控制滲碳層的深度。一般滲碳層深度范圍為0.8-1.2毫米，深度滲碳時可達2毫米或更深。
后續熱處理：滲碳后，通常需要進行淬火和低溫回火等后續熱處理，以獲得所需的硬度和韌性。淬火溫度一般在820-850℃或780-810℃之間，回火溫度則根據具體要求進行選擇。