1调整系数
调整系数的标准值为1，适用于常用的合金渗碳钢。对于特殊材料需考虑改变调整系数标准值，调整系数调整范围为0．7～1．3，越小表示模拟越慢的渗碳速度。粉末冶金含有孔隙，渗碳表面积增大，获取渗碳层速度加快，以密度为6．7g/cm3粉末冶金件的渗碳、淬火并回火后的硬化层深、不同的调整系数和相应的模拟层深为例，结果见表3。由表3可以看出，对于含有孔隙的粉末冶金材料，使用标准值为1的调整系数无法达到模拟硬化层与实际硬化层相一致，偏差较大;将调整系数设定为1．28可获得实际值与模拟值的一致。在其他各边界条件设置合理的情况下硬化层实际值与模拟值偏差较大时，使用调整系数可消除偏差，从而可以使用Carb-O-Prof专家系统基于目标自适应实时优化工艺功能。
2层深结束处碳含量
层深结束处碳含量对应硬化层的界限值，按国标GB9450—2005一般为550HV。其受零件材料、冷却介质的冷却能力、淬火温度、零件尺寸和层深结束处碳含量共同影响，淬火介质为好富顿G油，因而冷却能力可视为基本恒定。为获得Carb-O-Prof专家系统的层深结束处碳含量这个边界条件，选常用的20CrMnTiH材料，淬火温度为840℃，实验所用的试块50mm×30mm在端面基本中心处采样，测定渗碳、淬火并回火后的硬化层;根据测定的硬化层深，在试块端面去除相应的深度，光谱分析与硬化层对应处的含碳量，结果见表4。由表4可以看出，随着渗碳淬火硬化层深的增加，层深结束处碳含量不断地增加。当钢的含碳量低于1．2%时，随奥氏体中碳浓度提高，显著降低临界淬火速度，C曲线右移，钢的淬透性增大［3］。分析认为:虽然实验所用的试块是相同的，但各处的冷却速度不同即VA＞VB＞VC＞VD(见图1)，含碳量越高淬透性越高。因此需要通过提高渗碳层较深的硬化层结束处的碳含量来提高该处的淬透性和淬硬性，从而使该处的硬度达到550HV的要求;随着硬化层深度地增加，对应硬化层550HV处的层深结束处碳含量越高。
3心部碳含量
心部碳含量是指材料的原始碳含量，Carb-O-Prof专家系统使用的是在向材料库输入材料时输入的碳含量上限值与下限值的平均碳含量。不同原始碳含量的8620H同规格试块分组同炉渗碳、淬火并回火后的硬化层深度见表5。原始碳含量高，显而易见是降低了渗层的浓度梯度，使渗速下降［4］。但是从碳原子的需求量上讲，原始碳含量越高，同样渗层所需渗碳时渗入的碳原子数量越少;同时原始碳含量越高，心部的淬透性和淬硬性都得到提高，从而为达到与550HV对应的层深结束处碳含量在原始碳含量高时更快一些，即在同等条件下原始碳含量高的试块硬化层有相对偏深的趋势。如表5所示，当渗碳钢的含碳量质量偏差为0．05%时，最大硬化层深度的偏差为0．09mm;而系统使用的是平均值，与实际含碳量的质量偏差仅≤0．025%，所以硬化层深偏差＜0．05mm，因而系统使用平均值是可行的。当然，由表5可知，与使用不同原始碳含量的模拟硬化层相比，使用实测的材料的原始碳含量作为系统的心部碳含量条件值无疑可进一步地缩小硬化层偏差。本文来自于《热处理技术与装备》杂志。热处理技术与装备杂志简介详见
4结束语
Carb-O-Prof专家系统工艺程序的设定，首先要正确地确定合金系数，从而保证获得准确的表面碳含量，为获得理想的渗碳淬火后的金相组织和硬度梯度等做好准备。不同材料对应硬化层的界限值550HV时的层深结束处碳含量一般是不同的;同时同一规格、同一材料的试块在不同层深时对应硬化层的界限值550HV的层深结束处碳含量不同，硬化层越深，对应硬化层的界限值550HV的层深结束处碳含量越高。合理地确定边界条件可使Carb-O-Prof专家系统的目标自适应实时优化工艺功能运行的效果获得良好的一致性和再现性。
作者：邓影洲 单位：陕西秦川机械发展股份有限公司热处理厂
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