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滲氮或氮碳共滲改變組織狀態(tài),因而也改變鋼鐵材料在靜載荷和交變應(yīng)力下的強(qiáng)度性能、摩擦性、成形性及腐蝕性。氮化處理溫度低,變形很小,它與滲碳、感應(yīng)表面淬火相比,變形小得多。當(dāng)處理溫度低于600℃時(shí),就不會(huì)象奧氏體淬火那樣發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,以致可以以任意速度進(jìn)行冷卻,而不出現(xiàn)馬氏體。與淬火相比較,滲氮件和工具的尺寸和形狀變化是極微小的。因而可簡(jiǎn)化或完全取消后加工處理,此外,能量消耗比其他熱處理稍小。在所有工業(yè)領(lǐng)域中,應(yīng)用滲氮或氮碳共滲提高強(qiáng)度、抗磨損和抗腐蝕性能,已在技術(shù)上獲得廣泛應(yīng)用。
滲層組織與性能:
氮碳共滲組織由化合物層和擴(kuò)散層組成。
一般,化合物層厚度約2~25μm。
1.化合物層氮碳共滲層外層在硝i酸酒精腐蝕以后發(fā)亮,幾乎看不出組織。其組成相將隨鋼種而變。
碳鋼中化合物層是由Fe2~3N、FexCyNz、Fe4N和Fe3C相組成,而合金鋼中化合物層是含Cr、Mo、AI等氮化物和合金氮碳化合物組成。
2.?dāng)U散層
連接在化合物層下的是氮碳共滲層的其余部分,大多呈界限清晰的明顯過(guò)渡形式,其組成也隨鋼種而變。
碳鋼中擴(kuò)散層是由α-Fe、Fe4N、Fe3(CN)組成,而合金鋼除α-Fe、Fe4N外,還由合金氮化物(如AlN、CrN、MoN等)與(FeMe)3(N、C)組成。
氮碳共滲工藝的優(yōu)點(diǎn):
固體氮碳共滲工藝較少應(yīng)用。早期使用的液體氮碳共滲主要是在青鹽和青酸鹽溶液中進(jìn)行。由于青鹽有毒,公害嚴(yán)重,后來(lái)隨著研究出許多新的滲劑,它就慢慢地被其他滲劑代替了。
氣體氮碳共滲使用較廣,其氣源為C02 NH3,CO2與NH3的體積比為0.05:1。鋼的碳氮共滲:碳氮共滲是向鋼的表層同時(shí)滲入碳和氮的過(guò)程,習(xí)慣上碳氮共滲又稱作qing化。將工件置于密封的爐內(nèi)通入氣源進(jìn)行處理,對(duì)沖裁模處理溫度為530~540℃,時(shí)間為1.3~3.5h,氮碳共滲后出爐空冷,模具硬度為65~68HRC,比淬火、回火熱處理工藝后的硬度提高4~5HRC。