碳素钢热处理后就可以制得硬化工件成本更低，这种工艺通常可以生产外硬内韧的工件。表面硬化有好几种方法，如渗碳、碳氮共渗及渗氮过程。
渗碳处理
渗碳处理时将低碳钢与一些含碳材料一同加热，工件表面吸碳，渗碳深度与渗碳的时间、温度计所用碳化材料有关。渗碳处理的方法有三种：固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳。
固体渗碳通常用在渗碳深度要求达到1.5mm或更深的情况。把渗碳工件用渗碳材料包裹起来，如把活性碳放入一个密封的刚箱中。
生产过程：
1.在要放入渗碳炉中的钢箱底部放上一层25-38mm厚的渗碳剂。
2.将渗碳工件放入箱中，工件之间留38mm的间距。
3.用渗碳剂包裹工件，盖上一层厚约38mm的渗碳剂。
4.敲打钢想一侧，使渗碳剂均匀分布在工件的四周，这样能排除大部分的空气。
5.把箱子放入渗碳炉中，炉子温度升到926摄氏度。
6.把箱子放在炉中保温较长时间，以充分渗碳，渗碳速度通常为0.17-0.2mm每小时。然而，渗碳速度随渗碳深度地增加而减少。制备一定厚度的渗碳层所需要的渗碳时间和温度，通常在渗碳材料制作厂家提供的文献中可以给出。
7.关闭炉子，把箱子留在炉中缓慢冷却，冷却过程大约需要12-16销售。
8.从炉子中取出箱子，从箱子中取出工件并清理干净。（注：工件表面为一个碳钢薄层，由于渗碳过程中工件的冷却缓慢，所以得到的组织比较软。）
9.把工件加热到适当温度保温，然后再水中或油中淬火，淬火介质的选择主要是由工件的形状和所需要的硬度决定的。这是工件就有了硬的碳钢表面和柔韧的心部。
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