材料、装炉量和氨分解率对气体渗氮效果的影响

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　　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 S8 L) N3 l. A7 p 8 U, w a4 x+ V C! \

　　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 年.月.日

渗氮时间／ % a& r% h# c2 J" @+ _9 t. lh

38CrMoAl钢

40Cr钢

42CrMo钢

35CrMoV钢

20CrMnTi钢

20Cr钢

渗层／ * C% u- d$ ]# q4 u: C. d Q/ R; Umm

硬度 HV　10

渗层／ mm

硬度 HV　10

渗层／ * ]4 p) D) [! q* ]: \mm

硬度 HV　10

渗层／ mm

硬度 & B# p+ A* E; X% o; T2 u# \9 ]HV　10

渗层／ mm

硬度 HV　10

渗层／ mm

硬度 HV　10

1993.5.10 6 N; r7 N- r/ q1 M1993.8.18 1994.1.10 1994.3.22 1994.6.30

22 18 24 ) B& [7 s4 _# |: [8 G+ p24 % l- | G2 a7 P9 I5 W( S) R24

0.45 0.35 0.43 0.40 0.48

1038 8 o }% l1 y2 Z) k: ?- ~$ x1104 8 G6 g! g. L; L% d: Y6 c1005 X# p9 Z# ]0 v6 l& Q: N* A1086 1062

0.90 0.55 + T7 k3 [" i% I0 B5 C0.72 0 z# g+ [5 |# L) {; P) x0.60 0.65

529 0 b+ h( P( g B( B4 W549 : U8 ~" @0 b: r. W541 6 v8 X' l! h% n" R0 f- W6 D6 u547 1 u, z. m4 `, ]0 P5 ?, g/ c581

. ~. s& U+ G/ v3 K# ?% ` ' r1 `, e! N$ p0.70

5 l. I6 ^) `. d U3 b q8 W 655

0.51 $ {$ B8 B9 [# |6 O1 ` 0.55 0.53

698 . Y. g& n- _* x( `& m d3 s8 G6 I' a699 . r, q9 d/ I0 }2 H2 D j698

0.50

733

: q% R5 U& s& D: H7 w+ r6 a& U + y) Z- X- I7 n5 X0.98

576

0 G1 T& o" F( ?9 ~+ a+ v: b7 ?5 ]

　　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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