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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力下的強度性能、摩擦性、成形性及腐蝕性。當處理溫度低于600℃時,就不會象奧氏體淬火那樣發(fā)生組織轉變,以致可以以任意速度進行冷卻,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)領域中,應用滲氮或氮碳共滲提高強度、抗磨損和抗腐蝕性能,已在技術上獲得廣泛應用。快冷時,此γ(含氮碳奧氏體)淬火轉變?yōu)棣?相(含氮碳馬氏體)。
氮碳共滲組織
滲層性能:
間隙進入晶格的氮和化合生成氮化物及氮碳化臺物的氮有提高硬度的作用。形成氮化物的合金元素含量越多、硬度增加越高。同時硬度隨由外向內(nèi)不斷降低的氮含量而變化。
碳鋼化合物層的硬度約為HV 700~900,而合金鋼約HV 1000~1500。
氮碳共滲層有較高的抗拉強度和屈服強度及疲勞強度,但斷面收縮率、延伸率及沖擊韌性明顯降低。這表明表層起脆性作用。
碳氮共滲與氮碳共滲的區(qū)別
等離子氮化由于其溫度低、滲氮周期短(溫度為500-520℃,時間為12至15小時)組織由ε相、γ相組成,基本不含有脆性ζ相,從而使熱應力和組織應力大為降低,變形量小,不易開裂,可作為last工序。氣體滲氮溫度一般為500~560℃,時間一般為30至50小時,采用氨氣(NH3)作滲氮介質,可以看出溫度雖然不高,但時間很長,其熱應力就大。組織由ε相、γ相組成,處理不好時有脆性ζ相。由于氮化層薄,并且較脆,因此要求有較高強度的心部組織,所以要先進行調質熱處理,獲得回火索氏體,提高心部機械性能和氮化層質量。
氣體軟氨化(碳氮共滲)溫度常用560-570℃,因該溫度下氮化層硬度值較高。氮化時間常為2-3小時,因為超過2.5小時,隨時間延長,氮化層深度增加很慢??梢钥闯鎏嫉矟B的溫度較高,其組織由ε相、γ相和含氮的滲碳體Fe3 (C, N)所組成,所以熱應力和組織應力都較前兩者大,再者滲層薄,所以不能承受重載。但這種處理也有優(yōu)點,由于軟氮化層不存在脆性ζ相,故氮化層硬而具有一定的韌性,不容易剝落。模具的氮碳共滲熱處理方法氮碳共滲工藝是在液體滲氮基礎上發(fā)展起來的。
碳氮共滲與氮碳共滲的區(qū)別?
碳氮共滲又叫青化,氮碳共滲又叫軟氮化!1.前者熱處理溫度830左右;后者540左右。2.都是油冷3.它們的性能也差不多,表硬里韌,可承受中等沖擊,耐磨和一定腐蝕。4.適合材料,前者低中碳鋼及其合金鋼,后者中高碳鋼及其合金鋼。
廣義的碳氮共滲可以分為碳氮共滲和氮碳共滲,氮碳共滲以滲氮為主,即低溫碳氮共滲;碳氮共滲以滲碳為主,有中高溫碳氮共滲。