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1.不锈钢渗氮:铬-镍系奥氏体不锈钢、Cr13系马氏体不锈钢、低碳高铬系铁素体不锈钢等所制工件,虽然具有较高的高温强度,但耐磨性较差,常需为提高表面耐磨性而进行渗氮,不锈钢的渗氮温度常在500~600℃,时间25~50h,层深0.10~0.30mm,渗氮前需去除工件表面的钝化膜,可用喷砂(应用于表面粗糙度要求不高的工件)、氢还原法等。也可在渗氮时向氨分解气中通入氯化铵使氧化膜还原。2.304不锈钢渗铬固溶渗氮复合处理工艺研究(上海市机械制造工艺研究所田华)304不锈钢强度低,不能淬火强化,耐磨性差,为此可以通过渗铬在其表面得到耐磨、耐蚀、抗高温氧化的铬的碳化物层和铬的固溶体渗层,从而改善其强度低、耐磨性差等缺点。渗铬渗剂及工艺控制渗剂的配制以铬粉或铬铁粉(通常为100目左右)、氧化铝、碘化铵或氯化铵,按适当比例配制,尽可能混合均匀。添加适量氟化钠可改善渗铬零件表面光洁度。渗铬选用带保护气氛的高温炉和耐热钢制坩埚,将搅拌均匀的渗剂装箱,放入试样,用耐火泥密封。渗铬过程中炉体内用99.999%高纯氮或99.999%高纯氩中性气氛保护,避免坩埚内表面渗剂的氧化、结块。渗铬温度可在950~1100℃之间选择,保温结束炉冷至低温后出炉空冷。固溶渗氮处理将渗铬后的试样彻底清洗后,进行真空固溶渗氮处理。加热时严格控制炉内氮气分压,工艺温度为1050~1150℃,氮气分压为1×104~3×105Pa之间,保温结束可快冷至室温。(3)复合渗层显微硬度渗层表面硬度为1000~1200HV0.1。经试验研究,当硬度低于400HV5时固溶渗氮效果不显著;当硬度低于300HV5时,则必须重新进行固溶渗氮处理。因为铬是强氮化物形成元素,固溶渗氮后表面生成Cr2N,只有Cr2N相在复合渗层中占有相当比例时,才能显著提高工件表面渗层质量。经铬氮复合渗工艺处理后的试样表面主要为Cr2N,且消除了σ相。在铬氮复合渗工艺中,温度与保护气氛控制对渗层起着关键作用。经高温渗铬加固溶渗氮复合处理后,304不锈钢表面硬度达1000HV0.1以上,渗层深度为0.14mm,渗层脆性小。由于固溶渗氮处理温度高,可有效解决低温气体渗氮层浅、硬度底等缺点。另外,采用高压气冷冷却,可大幅度减少Cr23C6的析出,避免晶间腐蚀。固溶渗氮可细化渗铬时的粗大晶粒,并使表面铬浓度扩散均匀,提高表面硬度、热硬性及抗腐蚀能力。—摘自《热处理技术与装备》(2006,No.4)3.马氏体不锈钢活塞环的气体氮化(武汉大学动力与机械学院肖文凯等)对6Cr13Mo马氏体不锈钢活塞环进行了加入NH4Cl的洁净气体氮化处理试验,对产品进行了金相与硬度监测及装车试验,结果表明:由于NH4Cl的活化和催渗作用,经520℃×8h氮化,渗层深度可达0.20mm,最高硬度可达1200HV,且大于800HV的有效层深达0.12mm以上,完全能够满足活塞环的使用要求,其使用寿命与镀铬环相当。该处理工艺可替代传统的有污染的镀铬工艺。--摘自《热加工工艺》(2005,No.8)4.不锈钢的固溶渗氮处理(上海工程技术大学朱祖昌易普森工业炉(上海)有限公司曾爱群)不锈钢置于真空炉中,在1050~1150℃的固溶处理温度下通入纯氮(压力为PN2)进行渗氮处理,可以获得2.5mm深的渗氮层,同时保持优良的抗蚀性能。这是一种新的化学热处理工艺方法,称为固溶渗氮处理,标注为SOLNIT。此种方法首先是于1993年在Weisbaden召开的AWT的热处理学术讨论会上由德国学者H·Berns提出,论文发表于HTM1994的杂志上。一般说来,不锈钢渗氮可以应用离子渗氮或盐浴渗氮(Sursulf或Tenifer方法)进行,但在这两种方法中会析出氮化物,从而引起基体中铬的贫化,致使其耐蚀性下降。氮和碳一样是扩大Fe奥氏体相区的合金元素,在钢中可以间隙原子存在并使钢强化,但氮能提高钢的耐蚀性,所以获得高氮钢一直是人们追求的目标。钢中能溶解的氮比碳多,通过渗氮能避免铁素体相的出现,也能减少脆性第二相在奥氏体晶界上析出,这对材料使用性能的提高是有利的。氮是双原子气体,它具有强的三键,能广泛用作保护气体。但它在1000℃以上,会剧烈热解,所以在钢件表面拥有大量氮原子。存在于金属中的氮为原子态,以[N]表示,这样,在工件表面可实现下面的平衡:(1)反应式(1)的平衡常数KN为(2)氮沿深度的浓度分布依据菲克第二定律进行求解,按半无限大工件的一维单方向扩散模型,计算并不复杂,相应的边界条件和初始条件为:C(O,t)=NS(钢件表面溶解的氮量%N);C(∞,t)=Nc;C(x,O)=Nc其解为:NX=NC+(NS-NC)上式中的erf为高斯误差函数。只要氮在合金中的扩散系数DN(它与氮浓度无关)已知,氮沿工