CN111020460B

CN111020460B - 一种高镍渗碳钢及其制备方法

Info

Publication number: CN111020460B
Application number: CN201911382729.9A
Authority: CN
Inventors: 张云平; 陶庆; 沈承金; 王健; 朱真才; 赵丽员; 彭玉兴; 袁岳东; 赖伟; 薛雨; 孟庆睿
Original assignee: Changshu Tiandi Coal Mining Equipment Co ltd; China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: Changshu Tiandi Coal Mining Equipment Co ltd; China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: CN111020460A

Abstract

本申请公开了一种高镍渗碳钢及其制备方法，属于金属材料表面化学热处理强化技术领域，解决了现有技术中强渗阶段的高碳含量生成粗大的碳化物导致接触疲劳性能恶化以及对残余奥氏体的控制工艺复杂、稳定性较差的问题。本申请的制备方法包括如下步骤：采用超高碳势碳源对基体材料表面进行热扩散处理，在基体材料表面形成含有超饱和碳含量的表层以及含有饱和碳含量的次表层；采用低碳势含氧碳源对含有超饱和碳含量的表层进行脱碳处理，使得表层碳含量小于或等于次表层碳含量，得到渗碳钢材料；对渗碳钢材料进行连续固态相变处理，得到高镍渗碳钢。本申请的高镍渗碳钢及其制备方法可用于低速重载齿轮。

Description

一种高镍渗碳钢及其制备方法

技术领域

本申请属于金属材料表面化学热处理强化技术领域，具体地涉及一种高镍(镍含量≥3.5wt.％)渗碳钢及其制备方法，利用超高碳-脱碳协同增速对高镍渗碳钢进行表面强化。

背景技术

低速重载齿轮是工程机械、矿山开采的关键零部件，其服役工况要求其有4mm以上的大渗层和优良的接触疲劳性能，但是，大渗层的表面渗碳热处理存在在炉时间长、耗能大的问题。

现有技术中，通常仅对强渗阶段和扩散阶段的催化剂和碳势参数有所改善，以缩短渗碳时间，例如，添加稀土催渗、真空吹碳等。但是，上述手段强渗阶段的高碳含量导致生成粗大的碳化物，恶化接触疲劳性能。

此外，高镍(≥3.5wt.％)含量的渗碳钢具备良好的淬透性，但是，现有工艺对残余奥氏体的控制工艺复杂，稳定性较差。

发明内容

鉴于上述的分析，本申请旨在提供一种高镍渗碳钢的超高碳-脱碳协同增速表面强化方法，解决了现有技术中强渗阶段的高碳含量生成粗大的碳化物导致接触疲劳性能恶化以及对残余奥氏体的控制工艺复杂、稳定性较差的问题。

本申请的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本申请提供了一种高镍渗碳钢的制备方法，利用超高碳-脱碳协同增速对高镍渗碳钢进行表面强化，制备方法包括如下步骤：

步骤1：在催化剂的作用下，采用超高碳势碳源对基体材料表面进行热扩散处理，在基体材料表面形成含有超饱和碳含量的表层以及含有饱和碳含量的次表层，超高碳势碳源的渗碳碳势≥1.2％；

步骤2：在催化剂的作用下，采用低碳势含氧碳源对含有超饱和碳含量的表层进行脱碳处理，使得表层碳含量小于或等于次表层碳含量，得到渗碳钢材料，低碳势含氧碳源的渗碳碳势≤0.7％；

步骤3：对渗碳钢材料进行连续固态相变处理，得到高镍渗碳钢。

在一种可能的设计中，超高碳势碳源的渗碳碳势为1.2～2.0％。

在一种可能的设计中，低碳势含氧碳源的渗碳碳势为0.4-0.7％。

在一种可能的设计中，步骤1中，热扩散处理的加热保温温度为860～960℃；步骤2中，脱碳处理的加热保温温度为860～960℃。

在一种可能的设计中，热扩散处理的加热保温时间为12～60h，热扩散处理时间与脱碳处理时间比例为1：0.2～5。

在一种可能的设计中，超高碳势碳源的组成包括甲烷、丙烷、天然气和氮甲醇，通过调节甲烷、丙烷、天然气、氮甲醇的配比、流量及基体材料所处腔室内的气压获得具有所需渗碳碳势的超高碳势碳源。

在一种可能的设计中，低碳势含氧碳源包括甲烷、丙烷、天然气、氮甲醇和空气，通过调节甲烷、丙烷、天然气、氮甲醇的配比、流量及基体材料所处腔室内的气压获得具有所需渗碳碳势的低碳势含氧碳源。

在一种可能的设计中，在不切断高碳势碳源的基础上，通过调节氧浓度或一氧化碳浓度等获得具有所需渗碳碳势的低碳势含氧碳源，超高碳势碳源和低碳势含氧碳源的切换控制为连续操作。

在一种可能的设计中，步骤3包括如下步骤：

步骤31：渗碳钢材料空冷至400～600℃，进行连续退火处理0.5～4h；

步骤32：直接升温至780～880℃，进行0.5～1h淬火保温；

步骤33：进行水介质或油介质淬火，在160～240℃温度下回火处理1.5～2.5h，水冷至室温，得到高镍渗碳钢。

本申请还提供了一种高镍渗碳钢，采用上述制备方法制得。

在一种可能的设计中，沿高镍渗碳钢的中心至表面方向，高镍渗碳钢包括依次设置的芯部、扩散层、渗碳层和氧化皮，渗碳层包括靠近扩散层的次表层以及靠近氧化皮的表层，表层的含碳量小于或等于次表层的含碳量。

在一种可能的设计中，表层和次表层中网状碳化物等级为一级、二级或三级。

在一种可能的设计中，表层的氧化皮的厚度小于0.5μm。

在一种可能的设计中，次表层的碳含量不低于1.0wt.％。

与现有技术相比，本申请有益效果如下：

a)本申请提供的高镍渗碳钢的制备方法中，针对高镍渗碳钢的表面进行渗碳热处理强化，提高表面的强度和硬度，表层和次表层兼具良好的强塑性匹配，从而提高产品的接触疲劳寿命，需要说明的是，通常情况下，接触疲劳寿命主要取决于材料的强塑性，强塑性主要受限于残余奥氏体含量，接触疲劳的微裂纹通常产生于次表层，因此，次表层的强塑性直接影响材料的接触疲劳寿命，现有的高镍渗碳钢渗碳层(表层和次表层性能一致，因此，不分表层和次表层)的残余奥氏体含量(体积分数为4～5％)较低，本申请的高镍渗碳钢的次表层残余奥氏体含量(体积分数为6～10％)明显高于表层残余奥氏体含量(体积分数1～3％)，因此，能够提高产品的接触疲劳寿命。

b)本申请提供的高镍渗碳钢的制备方法中，通过协同增速的工艺和后续连续固态相变的残余奥氏体控制，缩短工件的在炉时间(现有工艺渗碳层厚度达到3mm所需在炉时间为62～66h，采用本申请的制备方法渗碳层厚度达到3mm所需在炉时间为45～50h，在同样渗层厚度的情况下，在炉时间缩短了20％以上)，大大提高生产效率，克服了现有热处理工艺针对高镍渗碳钢材料的奥氏体可控性差、大渗层在炉时间长的难题，在提高生产效率的情况下，兼具强化层组织可控、强塑性匹配优化的良好性能，尤其适用于重载类渗碳零部件的大渗层表面强化。

c)本申请提供的高镍渗碳钢的制备方法中，首先，在催化剂作用下，采用超高碳势碳源对基体材料表面进行快速热扩散处理，在超高碳势碳源作用下，充分发挥基体材料中合金元素镍的作用，通过稳定奥氏体，获得超饱和奥氏体组织，从而加速碳元素的固溶和扩散，在基体材料表面形成含有超饱和碳含量的表层以及含有饱和碳含量的次表层；然后，在催化剂作用下，采用低碳势含氧碳源对含有超饱和碳含量的表层进行表面微量脱碳处理，能够降低表层过高的碳含量引起的后续淬火残余奥氏体含量，有效防止大块碳化物的析出，不仅能够避免高镍渗碳钢的表层软化或过硬化，还能够保证次表层碳含量为最大值(即饱和碳含量)，在脱碳介质环境中，表层的过饱和碳进一步向基体材料的芯部扩散，扩散区碳含量梯度趋于平缓，通过保留残余奥氏体至低温回火阶段，可实现强度硬度可控，实现强化层强塑性的最优匹配，提高接触疲劳性能；最后，对经过上述超高碳势热扩散和低碳势脱碳处理的渗碳钢材料进行连续固态相变处理。

d)本申请的高镍渗碳钢的制备方法中，步骤3的连续固态相变阶段仅采用一次连续高温退火，即可调控渗碳层碳的固溶状态及后续淬火后的残余奥氏体含量，可明显缩短在炉时间，保留少量残余奥氏体至回火阶段，通过控制低温回火稳定残余奥氏体，同时可有效保留次表层少量高碳残余奥氏体，有效抵抗服役时次表层接触疲劳应力，此阶段连续固态相变处理可实现渗碳层强度硬度的可控，使其表层硬度均匀，强化层过渡区硬度梯度平缓，强韧性匹配优良。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书和权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本申请的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本申请提供的高镍渗碳钢的超高碳-脱碳协同增速的表面强化方法的流程示意图；

图2为本申请提供的高镍渗碳钢的超高碳-脱碳协同增速的表面强化后的梯度硬度分布图；

图3为本申请提供的高镍渗碳钢的超高碳-脱碳协同增速的表面强化后的梯度残余奥氏体含量分布图；

图4为高镍渗碳钢的结构示意图。

附图标记：

1-芯部；2-扩散层；3-渗碳层；31-次表层；32-表层；4-氧化皮。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本申请的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本申请的实施例一起用于阐释本申请的原理。

本申请还提供了一种高镍(镍含量≥3.5wt.％)渗碳钢的制备方法，参见图1，利用超高碳-脱碳协同增速对高镍渗碳钢进行表面强化，该制备方法包括如下步骤：

步骤1：在催化剂(例如，碳酸钠、氯化钠、碳酸氢钠、冰晶石、稀土等催化剂)的作用下，采用超高碳势碳源对基体材料表面进行热扩散处理，在基体材料表面形成含有超饱和碳含量的表层以及含有饱和碳含量的次表层，超高碳势碳源的渗碳碳势≥1.2％；

步骤2：在催化剂(例如，碳酸钠、氯化钠、碳酸氢钠、冰晶石、稀土等催化剂)的作用下，采用低碳势含氧碳源对含有超饱和碳含量的表层进行脱碳处理，使得表层碳含量小于或等于次表层碳含量，得到渗碳钢材料，低碳势含氧碳源的渗碳碳势≤0.7％；

与现有技术相比，本申请提供的高镍渗碳钢的高镍(镍含量≥3.5wt.％)渗碳钢的制备方法中，针对高镍渗碳钢的表面进行渗碳热处理强化，提高表面的强度和硬度，表层和次表层兼具良好的强塑性匹配，从而提高产品的接触疲劳寿命，需要说明的是，通常情况下，接触疲劳寿命主要取决于材料的强塑性，强塑性主要受限于残余奥氏体含量，接触疲劳的微裂纹通常产生于次表层，因此，次表层的强塑性直接影响材料的接触疲劳寿命，现有的高镍渗碳钢渗碳层(表层和次表层性能一致，因此，不分表层和次表层)的残余奥氏体含量(体积分数为4～5％)较低，本申请的高镍渗碳钢的次表层残余奥氏体含量(体积分数为6～10％)明显高于表层残余奥氏体含量(体积分数1～3％)，因此，能够提高产品的接触疲劳寿命。同时，通过协同增速的工艺和后续连续固态相变的残余奥氏体控制，缩短工件的在炉时间(现有工艺渗碳层厚度达到3mm所需在炉时间为62～66h，采用本申请的制备方法渗碳层厚度达到3mm所需在炉时间为45～50h，在同样渗层厚度的情况下，在炉时间缩短了20％以上)，大大提高生产效率，克服了现有热处理工艺针对高镍渗碳钢材料的奥氏体可控性差、大渗层在炉时间长的难题，在提高生产效率的情况下，兼具强化层组织可控、强塑性匹配优化的良好性能，尤其适用于重载类渗碳零部件的大渗层表面强化。

具体来说，首先，在催化剂作用下，采用超高碳势碳源对基体材料表面进行快速热扩散处理，在超高碳势碳源作用下，充分发挥基体材料中合金元素镍的作用，通过稳定奥氏体，获得超饱和奥氏体组织，从而加速碳元素的固溶和扩散，在基体材料表面形成含有超饱和碳含量的表层以及含有饱和碳含量的次表层；然后，在催化剂作用下，采用低碳势含氧碳源对含有超饱和碳含量的表层进行表面微量脱碳处理，能够降低表层过高的碳含量引起的后续淬火残余奥氏体含量，有效防止大块碳化物的析出，不仅能够避免高镍渗碳钢的表层软化或过硬化，还能够保证次表层碳含量为最大值(即饱和碳含量)，在脱碳介质环境中，表层的过饱和碳进一步向基体材料的芯部扩散，扩散区碳含量梯度趋于平缓，通过保留残余奥氏体至低温回火阶段，可实现强度硬度可控，实现强化层强塑性的最优匹配，提高接触疲劳性能；最后，对经过上述超高碳势热扩散和低碳势脱碳处理的渗碳钢材料进行连续固态相变处理。

具体来说，上述制备方法包括如下步骤：

步骤1：将基体材料置于超高碳势碳源的介质中，加热，加入催化剂，保温，在基体材料表面形成含有超饱和碳含量的表层以及含有饱和碳含量的次表层，宏观体现为渗碳层硬度的表层软化，超高碳势碳源的渗碳碳势≥1.2％；

步骤2：在不切断高碳势碳源的基础上，通过调节氧浓度、一氧化碳浓度等获取碳势≤0.7％的低碳势含氧碳的介质，在催化剂(例如，碳酸钠、氯化钠、碳酸氢钠、冰晶石、稀土等催化剂)的作用下，采用低碳势含氧碳源对含有超饱和碳含量的表层进行脱碳处理，使得表层碳含量小于或等于次表层碳含量，得到渗碳钢材料，低碳势含氧碳源的渗碳碳势≤0.7％；

为了进一步控制步骤1中超高碳势碳源对基体材料表面快速热扩散的扩散速率，上述超高碳势碳源的渗碳碳势为1.2～2.0％(例如，1.3～1.9％)。将超高碳势碳源的渗碳碳势限定在上述范围内，不仅能够避免因高碳势而导致的渗碳层碳化物评级超标，还能够保证较高的扩散速率，显著缩短工件在炉时间。

同样地，为了进一步控制步骤2中低碳势含氧碳源对含有超饱和碳含量的表层脱碳的脱碳速率，上述低碳势含氧碳源的渗碳碳势为0.4～0.7％(例如，0.4～0.6％)。将低碳势含氧碳源的渗碳碳势限定在上述范围内，低碳势含氧碳源的低碳势能够使基体材料保持在反向脱碳状态，而不必提供正向的扩散渗碳碳源。同时，低碳势脱碳过程可降低高碳势扩散造成的表层碳含量过高的问题。

上述步骤1中，热扩散处理的加热保温温度为860～960℃(例如，940～960℃)，由于高镍超高碳的环境能够扩大稳定奥氏体相区，此阶段的加热保温温度的下限为860℃，且温度可调节范围较大，能够使基体材料处于稳定的奥氏体温度区间，同时，加热保温温度的上限为960℃，能够显著提高热扩散活性，提高渗速；同样地，上述步骤2中，脱碳处理的加热保温温度为860～960℃。

热扩散处理的加热保温时间为12～60h，热扩散处理时间与脱碳处理时间比例控制在1：0.2～1：5之间。

示例性地，上述超高碳势碳源的组成包括甲烷、丙烷、天然气和氮甲醇，通过调节甲烷、丙烷、天然气、氮甲醇的配比、流量及基体材料所处腔室内的气压获得具有所需渗碳碳势的超高碳势碳源。

同样地，上述低碳势含氧碳源包括甲烷、丙烷、天然气、氮甲醇和空气，通过调节甲烷、丙烷、天然气、氮甲醇的配比、流量及基体材料所处腔室内的气压获得具有所需渗碳碳势的低碳势含氧碳源。实际应用中，可以在不切断高碳势碳源的基础上，通过调节氧浓度或一氧化碳浓度等获得具有所需渗碳碳势的低碳势含氧碳源，超高碳势碳源和低碳势含氧碳源的切换控制为连续操作。

对于连续固态相变处理，具体来说，上述步骤3包括如下步骤：

步骤31：渗碳钢材料空冷至400～600℃，进行连续高温退火处理0.5～4h；

步骤32：直接升温至780～880℃，进行0.5～1h淬火保温；

本申请的高镍渗碳钢的制备方法中，步骤3的连续固态相变阶段仅采用一次连续高温退火，即可调控渗碳层碳的固溶状态及后续淬火后的残余奥氏体含量，可明显缩短在炉时间，保留少量残余奥氏体至回火阶段，通过控制低温回火稳定残余奥氏体，同时可有效保留次表层少量高碳残余奥氏体，有效抵抗服役时次表层接触疲劳应力，此阶段连续固态相变处理可实现渗碳层强度硬度的可控，使其表层硬度均匀，强化层过渡区硬度梯度平缓，强韧性匹配优良。

本申请提供了一种高镍渗碳钢，参见图4，沿高镍渗碳钢的中心至表面方向，包括依次设置的芯部1、扩散层2、渗碳层3和氧化皮4，渗碳层3包括靠近扩散层2的次表层31以及靠近氧化皮4的表层32，表层32的含碳量小于或等于次表层31的含碳量。

与现有技术相比，本申请提供的高镍渗碳钢的有益效果与上述高镍渗碳钢的制备方法的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

为了进一步提高上述渗碳层3的综合力学性能，表层32和次表层31中网状碳化物等级小于或等于三级，即表层32和次表层31的网状碳化物的等级为一级、二级或三级。这是因为，对于承受接触疲劳的工件，表层32碳化物的等级小于等于三级才能保证良好的接触疲劳性能，一级碳化物最细小，等级越高碳化物越粗大，粗大碳化物对接触疲劳性能有害。

为了进一步提高上述高镍渗碳钢的表面强度，上述高镍渗碳钢中，表层32的氧化皮的厚度小于0.5μm，即表层32不产生明显氧化皮。由于在低碳势脱碳阶段也不会造成表层32的明显氧化，第一阶段的超高碳势形成的渗碳层3在第二阶段的低碳势阶段会有反向的脱碳过程，使基体材料处在一个还原性的气氛中，而不会被氧化，因此，本申请的高镍渗碳钢的氧化皮4的厚度非常小。

次表层31的碳含量不低于1.0wt.％，这是因为，为保证渗层强度硬度的要求，在低碳势脱碳过程中，必须保证次表层31的碳含量不低于1.0wt％，否则可能会导致表层碳含量不足造成的渗层软化。

实施例一

以一个直径为Φ35mm、高度为40mm的18Cr2Ni4W钢为渗碳测试小样，其合金元素Ni的含量为3.8wt.％，将其表面打磨除去氧化皮后装炉。调整炉膛碳势第一阶段为超高碳势渗碳，此阶段的碳势监测不低于1.5％，炉膛温度为930℃，保温12小时，随后调整炉内含氧量，使碳势降到0.7％，炉膛温度为920℃，保温8小时，然后直接快速冷却(空冷)到560℃进行一次高温退火2小时，随后升温至840℃，保温0.5小时，取出样品进入工业淬火油淬火。最后进行220℃低温回火2小时，回火后水冷至室温即可。最后取试样的中间截面进行渗层评价，其硬度梯度和残余奥氏体含量分布参见图2至图3。

由此可见，采用超高碳势-脱碳协同增速法进行表面处理，其在炉时间相较于现有的工艺，在同样渗层厚度的情况下，在炉时间缩短了20％以上，渗碳层的梯度过渡平缓，表层没有出现因为过高的含碳量而出现的硬度值下降和曲线低头现象，残奥的含量也符合工况需求，充分利用了残奥的溶碳能力稳定奥氏体，渗碳层的强韧性提高。

实施例二

以一个直径为Φ35mm、高度为40mm的18Cr2Ni4W钢为渗碳测试小样，其合金元素Ni的含量为3.8wt.％，将其表面打磨除去氧化皮后装炉。调整炉膛碳势第一阶段为超高碳势渗碳，此阶段的碳势监测不低于1.2％，炉膛温度为865℃，保温30小时，随后调整炉内含氧量，使碳势降到0.5％，炉膛温度为870℃，保温25小时，然后直接快速冷却(空冷)到420℃进行一次高温退火0.5小时，随后升温至780℃，保温1小时，取出样品进入水介质淬火。最后进行160℃低温回火2.5小时，回火后水冷至室温即可。

实施例三

以一个直径为Φ35mm、高度为40mm的18Cr2Ni4W钢为渗碳测试小样，其合金元素Ni的含量为3.8wt.％，将其表面打磨除去氧化皮后装炉。调整炉膛碳势第一阶段为超高碳势渗碳，此阶段的碳势监测不低于1.9％，炉膛温度为950℃，保温45小时，随后调整炉内含氧量，使碳势降到0.4％，炉膛温度为955℃，保温60小时，然后直接快速冷却(空冷)到510℃进行一次高温退火4小时，随后升温至870℃，保温0.5小时，取出样品进入工业淬火油淬火。最后进行230℃低温回火1.5小时，回火后水冷至室温即可。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种高镍渗碳钢的制备方法，其特征在于，利用超高碳-脱碳协同增速对高镍渗碳钢进行表面强化，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1：在催化剂的作用下，采用超高碳势碳源对基体材料表面进行热扩散处理，在基体材料表面形成含有超饱和碳含量的表层以及含有饱和碳含量的次表层，所述超高碳势碳源的渗碳碳势≥1.2%；

步骤2：在催化剂的作用下，采用低碳势含氧碳源对含有超饱和碳含量的表层进行脱碳处理，使得表层碳含量小于或等于次表层碳含量，得到渗碳钢材料，所述低碳势含氧碳源的渗碳碳势≤0.7%；

步骤3：对渗碳钢材料进行连续固态相变处理，得到高镍渗碳钢；

所述高镍渗碳钢中镍含量≥3.5wt.%；

所述高镍渗碳钢中，次表层残余奥氏体的体积分数为6~10%，表层残余奥氏体的体积分数为1~3%；

所述步骤3包括如下步骤：

步骤31：所述渗碳钢材料空冷至400~600℃，进行连续退火处理0.5~4h；

步骤32：直接升温至780~880℃，进行0.5~1h淬火保温；

步骤33：进行水介质或油介质淬火，在160~240℃温度下回火处理1.5~2.5h，水冷至室温，得到高镍渗碳钢。

2.根据权利要求1所述的高镍渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述超高碳势碳源的渗碳碳势为1.2~2.0%。

3.根据权利要求1所述的高镍渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述低碳势含氧碳源的渗碳碳势为0.4-0.7%。

4.根据权利要求1至3任一项所述的高镍渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述热扩散处理的加热保温温度为860~960℃；

所述步骤2中，所述脱碳处理的加热保温温度为860~960℃。

5.根据权利要求1至3任一项所述的高镍渗碳钢的制备方法，其特征在于，所述热扩散处理的加热保温时间为12~60h，所述热扩散处理时间与脱碳处理时间比例为1：0.2~1：5。

6.一种高镍渗碳钢，其特征在于，采用如权利要求1至5任一项所述的制备方法制得。

7.根据权利要求6所述的高镍渗碳钢，其特征在于，沿高镍渗碳钢的中心至表面方向，所述高镍渗碳钢所述包括依次设置的芯部、扩散层、渗碳层和氧化皮，所述渗碳层包括靠近扩散层的次表层以及靠近氧化皮的表层，所述表层的含碳量小于或等于次表层的含碳量。

8.根据权利要求7所述的高镍渗碳钢，其特征在于，所述表层和次表层中网状碳化物等级为一级、二级或三级。

9.根据权利要求7或8所述的高镍渗碳钢，其特征在于，所述表层的氧化皮的厚度小于0.5μm。