材料、装炉量和氨分解率对气体渗氮效果的影响

HEATS

　　笔者结合多年的生产实践，总结了工件材料、装炉量和氨分解率等因素对气体渗氮效果的影响，并且为保证渗氮质量提出了相应的措施。

　　1气体渗氮的材料选择

7 S" a& t# L, K8 I1 \ . I' |, e7 M& ~' z2 ?( L) t1 X

　　传统气体渗氮和离子渗氮一直将38CrMoAl钢作为渗氮专用钢。如今这一观念已经受到生产实践和渗氮工艺发展的冲击，38CrMoAl钢并不是渗氮用钢的最佳选择。

. D$ A) k/ S& q0 J% S- y3 J

　　表1所列数据表明，同等条件下，38CrMoAl钢渗氮的最大优势是硬度高，但其渗氮速度远不如40Cr、42CrMo、35CrMoV、20CrMnTi等钢材。38CrMoAl钢渗氮不仅渗速慢，而且脆性大，难以控制。而40Cr、42CrMo、35CrMoV等不含Al的合金结构钢，渗氮不但能获得渗层与硬度的较佳配合，渗速较38CrMoAl钢快，而且渗层一般没有脆性或脆性易于控制。

　　表1几种材料渗氮效果比较(生产原始记录)

开炉时间 年.月.日

渗氮时间／ h

38CrMoAl钢

40Cr钢

42CrMo钢

35CrMoV钢

20CrMnTi钢

20Cr钢

渗层／ mm

硬度 # Z' `, [) h) w# W7 \* N+ g* hHV　10

渗层／ 9 p5 M4 t- ]# y Ymm

硬度 HV　10

渗层／ 6 L! g$ `9 T" M& f2 tmm

硬度 9 l; e. ^) B$ U* b I& c, g- mHV　10

渗层／ mm

硬度 1 i" H8 }: d4 C8 @6 V' bHV　10

渗层／ mm

硬度 HV　10

渗层／ 3 e) R. i& a- H" E7 Rmm

硬度 HV　10

1993.5.10 8 b) U; ~, f; u; ^6 ~1993.8.18 1994.1.10 2 R& l: C4 P L- O1994.3.22 ! q5 J0 w9 Z5 P. J1994.6.30

22 18 24 24 24

0.45 4 L8 { n1 w5 N+ |" J% ^) a; e2 G0.35 ; z& k# j* R8 U. T1 c0.43 ! c3 Y6 j I( D. f. t/ B. e0.40 1 i/ E( b8 ]9 {/ o9 A4 i0.48

1038 1104 . l8 ?0 ~( r- I1005 1086 1062

0.90 0.55 3 @; q$ u0 i7 l0.72 0.60 9 ~3 k" Z5 b# K$ g% x6 N0.65

529 549 541 547 581

}, ~ h) d6 Y2 X Z$ r & h; j) L7 y. G B 9 S- t! F+ A7 t1 k, g* x3 y0.70

655

2 A* P! [1 B3 y: F$ m0.51 2 _! y+ r. C1 F; m8 C) W) z % B# e+ K8 }# N3 ?4 \. |0.55 0.53

698 ' o* F9 e E" r, n p7 b( u 699 % {$ c" p: B9 i5 L1 Y A5 m7 t698

0.50

733

" x6 R* k' [- r1 v1 C* j0.98

/ Y- n g- n! K& E# y6 m576

7 o" n1 {9 j) s8 K/ ]6 F " g4 V$ p( _7 p" r$ z: ^/ _7 m

　　认为V、Ti、Mo和Cr能显著提高氮在α相中的溶解度并能形成这些元素的氮化物；Al和Si不能改变氮在α相中的溶解度，渗氮时也不能形成氮化物。内渗氮层(扩散层)的强化主要由于析出合金元素的氮化物提供，合金元素与氮的亲合力按如下顺序递降：Zr、Ti、Ta、Al、V、Cr、Mo、W、Mn、Fe。常规合金钢元素中，如果排除Al元素，含Ti、V、Cr、Mo的合金钢应是较好的渗氮用钢。

4 T# U. p& b, g2 m( X2 t1 s * G) @; A/ R+ {% K* \. p6 j