“非馬”，顧名思義，非馬氏體組織，是在淬火后零件表面理想的組織應該為細針狀高碳馬氏體，但因為許多不可控的因素，在齒輪表面形成了貝氏體、屈氏體（珠光體類）等一些非馬氏體的混合組織，該組織會降低滲層表面硬度、耐磨性和疲勞性能。近年來，隨著國家機械制造水平的提高，對于非馬的要求也越來越高。

“非馬”與IGO

“非馬”通常認為是由于滲碳過程中的內氧化（IGO）所致。但兩者還是有一定的區別，IGO通常在金相制樣后不腐蝕觀察，從表面向內沿晶界延伸。而“非馬”組織通常為試樣輕腐蝕后觀察，呈現區域范圍的點狀、網狀或者條帶狀黑色，將IGO覆蓋并腐蝕出屈氏體、貝氏體等組織，如下圖所示。

通過EDS能譜分析，IGO的主要成分為Cr、Mn、Ti、Si等合金的氧化物，使晶界附近的合金元素貧化，使得局部淬透性下降，從而在淬火過程中兩側易出現非馬，即形成屈氏體和貝氏體組織的混合物。

IGO的形成：“選擇性氧化”

常見的滲碳（碳氮共滲）氣氛中難免會存在CO2、H2O、O2等氧化性組分，即氧分壓或氧勢。在滲碳（碳氮共滲）工藝溫度范圍（800～1050℃）中，不同元素被優先氧化的順序為C＞Ce（稀土元素）＞Ba＞Mg＞Al＞Ti＞Si＞B＞V＞Nb＞Mn＞Cr＞C＞Fe＞P＞Mo＞Sn＞Ni＞As＞Cu。（參考Ellingham氧勢圖）

因此，從材料的選擇上來說，常用的滲碳鋼CrNiMo（如18CrNiMo7-6）系列在非馬的控制上會優于CrMnTi(如20CrMnTi)。

非馬的危害

非馬與IGO嚴重時，會產生剝離和磨削裂紋，降低耐磨性能及疲勞性能。研究表明，非馬深度小于13μm時，對疲勞強度影響不大；當非馬深度大于16μm，零件疲勞強度降低25%。因此，在GB/T 8539中規定，對性能要求較高的齒輪（ME級）滲碳，在滲碳層≤0.75mm時，其非馬氏體組織深度應≤0.012mm；滲層0.75~2.25mm，非馬＜20μm。一些要求較高的企業，如大眾關于非馬的控制為10μm。

非馬和IGO的控制

通過上述分析可見，主要可以從兩個方向控制：一是鋼材的選擇；二是滲碳過程氧分壓的控制：

滲碳設備的氣密性的保證，減少空氣進入；

嚴格控制滲碳輔料的水分含量；

嚴格控制滲碳輔料中有機硫、無機硫等氧化性組分；

增加爐內氣氛置換量，適當提高碳勢；

淬火過程保證滲層表面的中高溫冷卻速度。