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。

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　　1气体渗氮的材料选择

2 p% I @+ \) @- j: J$ i5 k $ l; m; F s* s6 b F0 e

　　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。

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　　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。

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　　表1几种材料渗氮效果比较(生产原始记录)

开炉时间 ' z: Y- e) Z4 c; ?2 q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 HV　10

渗层／ mm

硬度 HV　10

渗层／ " F* w% }# r4 y" o/ imm

硬度 HV　10

渗层／ mm

硬度 HV　10

渗层／ * n8 u* x+ F8 ?mm

硬度 + y( u6 J- y# N9 O& q- Y" n1 s2 n9 NHV　10

渗层／ 8 {' R; c1 X* w" j5 M, pmm

硬度 / p2 i# Q7 w1 K0 q+ \* G4 h2 tHV　10

1993.5.10 $ h5 E$ t& Y$ q" R6 I0 K& n1993.8.18 1994.1.10 % C; ] F7 W$ R/ k2 | U* M1994.3.22 1994.6.30

22 18 : G" I. M9 h: |& p \4 A4 T24 24 24

0.45 0.35 0.43 # B( S; U4 @; L' _4 v1 y0.40 0.48

1038 1104 1005 % q% B! b- w) V* @3 a( T1086 - ]; M3 k. ?2 B' ?' r _1062

0.90 , X1 V) p, ~8 i9 y0.55 0 r: H1 s( M0 I5 x; ]" }0.72 ! ^+ z5 @+ `, K7 B1 K0.60 0.65

529 549 541 5 |) W0 m% h( H0 ?547 " K' B% L+ M" J V% u0 D581

; R6 j3 @$ t4 w$ Y2 { 1 o- x, E. e: ` z; _* S$ `' p1 ? 2 u y- I+ h s" N$ I0.70

8 U4 K7 ^* {, q, G# F7 |# R2 [; W 1 n0 Z% y+ J" X' \. Q & ~$ Q8 I4 ~( a |655

0.51 2 a Y. G2 w4 U |* | t * y7 q8 x0 @9 P8 d; y, M/ C0.55 - \" V; C( l! p. W6 C0.53

698 ( {! b2 j( W8 d m" f699 ' b( e4 `1 S) u* V1 d; u+ ~698

0.50

733

0.98

576

* i9 y1 c, m+ G# q ' Q7 g- c- z3 W- ^ 6 V% H4 K( ?8 J; n

　　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。

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