滲碳只能改變零件表面的化學(xué)成分，要使零件獲得外硬內(nèi)韌的性能，滲碳熱處理后還必須進(jìn)行淬火加低溫回火，來改善鋼的強(qiáng)韌性和穩(wěn)定零件的尺寸。根據(jù)工件的成分、形狀和力學(xué)性能等，滲碳后常采用以下幾種熱處理方法。
1）直接淬火+低溫回火
將零件自熱處理爐中取出直接淬火，然后回火以獲得表面所需的硬度。直接淬火的條件有兩點：滲碳熱處理后奧氏體晶粒度在5-6級以上；滲碳層中無明顯的網(wǎng)狀和塊狀碳化物。20CrMnTi等鋼在滲碳后大多采用直接淬火。
2）預(yù)冷直接淬火+低溫回火
預(yù)冷的目的是減小零件變形，使表面的殘余奧氏體因碳化物的析出而減少。預(yù)冷直接淬火表面硬度略有提高，但晶粒沒有變化，預(yù)冷溫度應(yīng)高于Ar3，防止心部析出鐵素體，溫度過高影響預(yù)冷過程中碳化物的析出，殘余奧氏體量增加，同時也使淬火變形增大。
3）一次加熱淬火+低溫回火
將滲碳件快冷至室溫后再重新加熱進(jìn)行淬火和低溫回火，適用于淬火后對心部有較高強(qiáng)度和較好韌性要求的零件。
4）高溫回火+淬火+低溫回火
經(jīng)高溫回火后殘余奧氏體分解，滲層中碳和合金元素以碳化物形式析出，易于機(jī)械加工同時殘余奧氏體減少，主要用于Cr-Ni合金鋼零件。
5）二次淬火+低溫回火
將工件冷至室溫后，再進(jìn)行兩次淬火，然后低溫回火。這是一種同時保證心部與表面都獲得高性能的熱處理方法，兩次淬火有利于減少表面的殘余奧氏體數(shù)量。
6）二次淬火+冷處理+低溫回火
也稱為高合金鋼減少表層殘余奧氏體量的熱處理，多用于齒輪和軸類零件。
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