冷卻，以便其中鋼la中至 少已溶解的碳的結構從奧氏體結構變?yōu)轳R氏體結構，如圖2中所示。然后可對所得的鋼回 火。
[0065] 以此方式，如圖3D中所示，獲得既具有防滲碳層3A又具有滲碳層2A的鋼1A，在所 述防滲碳層3A中滲碳氣體G中的元素向非處理表面3a中的溶解與擴散得到抑制，所述滲 碳層2A由預定量的溶解并擴散到處理表面2a的表面層中的碳形成。
[0066] 4.第一示例實施方案的變形例
[0067] 圖4為示意根據(jù)第一示例實施方案的變形例的鋼制造方法的視圖。更具體而言， 圖4A為示出滲碳時的鋼與熱解加熱器之間的位置關系的視圖。圖4B為滲碳后鋼的透視圖。
[0068] 如圖4A和4B中所示，在該變形例中，經(jīng)滲碳的鋼為車輛用輸入軸lb。如圖4A中 所示，輸入軸lb具有階梯軸部5。齒輪部5a形成在該軸部5的一側上，而法蘭部4形成在 另一側上的端部上。
[0069] 在該變形例中，法蘭部4的周緣表面及其上邊緣部分為非處理表面3a，而其它表 面為處理表面2a。使?jié)B碳氣體接觸處理表面2a，并且預定量的碳自處理表面2a溶解到其 表面層中。
[0070] 更具體而言，如圖4A中所示，將與法蘭部4的非處理表面3a(S卩，其周緣表面和上 邊緣部分）的表面形狀相對應的環(huán)狀熱解加熱器15B布置在加熱爐11內(nèi)部以覆蓋法蘭部 4的非處理表面3a，并熱解非處理表面3a附近的滲碳氣體。
[0071] 能夠獲得輸入軸1B，其中滲碳層2A自作為處理表面2a的軸部5等的表面向其內(nèi) 部形成，防滲碳層3A(基材附近的部分）形成在作為非處理表面3a的法蘭部4的周緣表面 及其上邊緣部分上。法蘭部4的周緣表面及其上邊緣部分上溶解的碳量少于其它部分處， 因而因焊接的熱應變而致的開裂能夠在此部分處得以防止。
[0072] 5.另一變形例
[0073] 在第一示例實施方案中描述了滲碳，但也可使用例如氮化或滲氮。更具體而言，這 些處理使用氨氣作為處理氣體。氮化時，在480°C至590°C下加熱鋼，而滲氮時，將鋼加熱到 590°C至 850°C。
[0074] 然后，使用第一示例實施方案中所示的熱解加熱器15A(參見圖3A和3B)使氨氣 熱解為氮氣和氫氣。結果，通過使氨氣與處理表面2a接觸，正如針對滲碳所示意，氨氣中的 氮自滲碳氣體G的處理表面2a溶解并擴散到其表面層中。同時，通過熱解加熱器，使氨氣 在非處理表面3a附近的濃度變得低于氨氣在處理表面2a附近的濃度。
[0075] 以此方式，廉價且無需麻煩的工作，所需量的氮可溶解并擴散到鋼的處理表面2a 的表面層中，同時抑制氨氣中的氮向鋼la的非處理表面3a中的溶解和擴散。另外，在其中 組合滲碳和氮化的碳氮共滲中，兩種處理氣體可通過相同的方法熱解。
[0076] 此外，在圖1中示意的第一示例實施方案中，使用熱解加熱器15A熱解滲碳氣體。 或者，例如，可制備與熱解加熱器15A相同形狀的由金屬催化劑形成的熱解構件，并且滲碳 氣體可由該金屬催化劑分解。此外，金屬催化劑也可包含在熱解加熱器15A的表面中。
[0077] 類似地，當在氮化或滲氮中使用氨氣時，可使用Pt、Pd、Ir或Rh等作為金屬催化 劑。這些金屬能夠在550°C至1KKTC下分解氨氣。結果，非處理表面附近的氨氣能夠被分 解，同時對處理表面進行氮化或滲氮。
[0078] [第二示例實施方案]
[0079] 圖5A為示出適于實施根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施方案的鋼制造方法的滲碳裝置 的框架形式的概念圖，而圖5B為示意滲碳時的鋼與熱解加熱器之間的位置關系的視圖。
[0080] 圖6為示意根據(jù)第二示例實施方案的鋼制造方法的視圖。更具體而言，圖6A為示 意向鋼的處理表面中滲碳及滲碳氣體的熱解的視圖。圖6B為滲碳后鋼的側視圖。圖6C為 示意鋼的利用方法的剖視圖。
[0081] 第二示例實施方案與第一示例實施方案的不同在于，待處理的鋼為焊接螺栓lc， 并且熱解加熱器15C的形狀不同。因此，其它具有相同功能的結構由相同的附圖標記表示， 并且對這些結構的詳細描述將予以部分省略。
[0082] 如圖5A中所示，使用根據(jù)本示例實施方案的滲碳裝置10B，碳溶解并擴散到加熱 爐11內(nèi)部的多個焊接螺栓lc中，并且滲碳氣體G由熱解加熱器15C熱解。這里，如圖5B 中所示，熱解加熱器15C為板狀的加熱器。在熱解加熱器15C中形成有焊接螺栓lc的螺紋 部插入通過的多個通孔15a。每一個通孔15a足夠大以便在焊接螺栓lc被夾具14固定住 時其不接觸焊接螺栓lc(即，以便在通孔15a的邊緣與焊接螺栓lc之間存在間隙）。
[0083] 這種熱解加熱器15C布置在加熱爐11中以將加熱爐11內(nèi)部的空間17分成處理 空間17a和非處理空間17b。使每一個焊接螺栓lc呈由夾具14固定的狀態(tài)，焊接螺栓lc 的螺紋部6的處理表面2a布置在處理空間17a中，而焊接螺栓lc的頭部7的非處理表面 3a布置在非處理空間17b中，如圖6A中所示。此時，焊接螺栓lc不接觸熱解加熱器15C。
[0084] 在這種布置狀態(tài)下，通過與圖2所示意的相同方法進行從加熱到冷卻的一系列過 程。這里，在本示例實施方案中，在滲碳過程中，如圖6A中所示，通過使?jié)B碳氣體G流入處 理空間17a中對處理空間17a中焊接螺栓lc的螺紋部6滲碳。同時，從處理空間17a朝向 非處理空間17b行進的滲碳氣體G由熱解加熱器15C熱解。
[0085] 以此方式，當滲碳氣體G從處理空間17a流入非處理空間17b中時，滲碳氣體G由 熱解加熱器15C分解，因而滲碳氣體G在非處理空間17b中的濃度能夠保持低于滲碳氣體 G在處理空間17a中的濃度。結果，所需量的碳能夠溶解并擴散到焊接螺栓lc的螺紋部6 的處理表面2a的表面層中，同時抑制碳自焊接螺栓lc的頭部7的非處理表面3a的溶解和 擴散。
[0086] 在滲碳之時，即便在熱解加熱器15C中的多個通孔15a中存在焊接螺栓lc不通過 其插入的通孔15a，當滲碳氣體G經(jīng)由該通孔15a自處理空間17a向非處理空間17b通行 時，該氣體中的一些也將熱解。結果，滲碳氣體G在非處理空間17b中的濃度能夠保持低于 滲碳氣體G在處理空間17a中的濃度。
[0087] 對于以此方式獲得的焊接螺栓1C，還在頭部7的焊接突出物7a上形成防滲碳層 3A，所述防滲碳層3A抑制滲碳氣體G的元素溶解和擴散到非處理表面3a中，如圖6B中所 不。
[0088] 結果，即便焊接螺栓1C的頭部7的焊接突出物7a熔化并且焊接螺栓1C被焊接到 鋼板9,如圖6C中所示，此焊接部7b中碳的量將不會與基材中碳的量有很大不同，因而因焊 接7b的熱應變而致的開裂能夠得以減少。另一方面，通過所需的量的碳的溶解和擴散，將 在螺紋部6上形成滲碳層2A，因而焊接螺栓1C在螺紋部6處的強度能夠得以確保。
[0089] 此外在本第二示例實施方案中，處理氣體可由金屬催化劑熱解，并且可采用氮化 或滲氮而不是滲碳，如上面在部分"5.另一變形例"中所述。另外，可采用作為滲碳與氮化 的組合的碳氮共滲。
[0090] [第三示例實施方案]
[0091] 圖7為鋼的溫度分布和處理條件的視圖，以示意根據(jù)本發(fā)明的第三示例實施方案 的鋼制造方法。第三示例實施方案在滲碳的方法上不同于第一示例實施方案。因此，除此 之外的共同部分的描述將予以部分省略。
[0092] 如圖7中所示，在本示例實施方案中，碳溶解并擴散到加熱爐11內(nèi)部的鋼la中， 同時交替重復地執(zhí)行滲碳過程和擴散過程。更具體而言，在滲碳過程中，滲碳氣體G被供給 到加熱爐11中，而在擴散過程中，滲碳氣體G向加熱爐11中的供給被中斷，并且從加熱爐 11排出滲碳氣體G。在滲碳過程和擴散過程二者