机械必威体育网址

标题:钢的渗碳和渗氮 [打印本页]

作者:三脚猫 时间:2006-10-7 11:59
标题:钢的渗碳和渗氮

钢的渗碳和渗氮
钢的渗碳---就是将低碳钢在富碳的介质中加热到高温(一般为900--950C),使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织。随后经淬火和低温回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性。
渗碳钢的化学成分特点
(1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25％范围内,对于重载的渗碳体,可以提高到0.25--0.30％,以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。但含碳量不能太低,否则就不能保证一定的强度。
(2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性,细化晶粒,强化固溶体,影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。
常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类。
(1)碳素渗碳钢中,用得最多的是15和20钢,它们经渗碳和热处理后表面硬度可达56--62HRC。但由于淬透性较低,只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件,如轴套、链条等。
(2)低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。
(3)中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性,主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件,如航空发动机的齿轮、轴等。
固体渗碳 ;液体渗碳 ;气体渗碳---渗碳温度为900--950C,表面层w(碳)为0.8--1.2％,层深为0.5--2.0mm。
渗碳后的热处理---渗碳工件实际上应看作是由一种表面与中心含量相差悬殊码复合材料。渗碳只能改变工件表面的含碳量,而其表面以及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现。渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火。淬火的目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织。低温回火温度为150--200C
渗碳零件注意事项:
(1)渗碳前的预处理正火--目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织,使表面粗糙度变细,消除材料流线不合理状态。正火工艺;用860--980C空冷、179--217HBS
(2)渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于30HRC。
(3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件,薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。
(4)不得用镀锌的方法防渗碳。
防止渗碳方法
(1)加大余量法---在不需要渗碳的部位预先留出一定的加工余量,其留量比渗碳层深度大一倍以上。渗碳后先车去渗碳层再转淬火。
(2)镀铜法---在不需渗碳的部位电镀一层0.02--0.04mm的铜,铜层要致密,不得暴露原金属。
(3)涂料法---在不需渗碳的部位涂上防渗涂料。
(4)工装法----自制专用工装,把不需渗碳的部位封闭密封。

钢的渗氮---(强化渗氮;抗蚀渗氮)使氮原子渗入钢的表面,形成富氮硬化层的一种化学热处理工艺。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有:高的硬度和耐磨性,高的疲劳强度,较高的抗咬合性,较高的抗蚀性,渗氮过程在钢的相变温度以下(450-600C)进行,因而变形小,体积稍有胀大。缺点是周期长(一般气体渗氮土艺的渗氮时间长达数十到100h)、成本高、渗层薄(一般为0.5mm左右)而脆,不能承受太大问接触应力和冲击载荷。
渗氮用钢---从理论上讲,所有的钢铁材料都能渗氮。但我们只将那些适用可渗氮处理并能获得满意效果的钢才称为渗氮用钢。凡含有Cr、Mo、V、Ti、Al等元素的低、中碳合金结构钢、工具钢、不锈钢(不锈钢渗氮前需去除工件表面的钝化膜,对不锈钢、耐热钢可直接用离子氮化方法处理)、球墨铸铁等均可进行渗氮。
渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度,但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500--540C经35--65h渗氮层深只达0.3--0.65mm) 。必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底,才能发挥渗氮的最大作用。总的来看,大部分渗氮零件是在有摩擦和复杂的动载荷条件下工作的,不论表面和心部的性能都要求很高。
如果用碳钢进行渗氮,形成Fe 4N和Fe 2N较不稳定。温度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的硬度,并且其心部也不能具有更高的强度和韧性
为了在表面得到高硬度和高耐磨性,同时获得强而韧的心部组织,必须向钢中加入一方面能与氮形成稳定氮化物,另外还能强化心部的合金元素。如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成稳定的化合物。其中Cr、W、Mo、V还可以改善钢的组织,提高钢的强度和韧性。
目前专门用于渗氮的钢种是38CrMoAlA,其中铝与氮有极大的亲和力,是形成氮化物提高渗氮层强度的主要合金元素。AlN很稳定,到约1000C的温度在钢中不发生溶解。由于铝的作用使钢具有良好的渗氮性能,此钢经过渗氮表面硬度高达1100--1200HV(相当67--72HRC)。38CrMoAlA钢脱碳倾向严重,各道工序必须留有较大的加工余量。
一般零件表面耐磨 20Cr
冲击载荷下的零件表面耐磨、心部刚性强 18Cr2Ni4WA
重载荷下的零件表面硬度、心部强度都较高 40Cr
冲击和重载荷下的零件表面耐磨、心部韧性、强度都高 30CRNiMoA
精密零件表面硬度、心部强度都高 38CrMoAlA
对高硬度、高耐磨性要求的氮化件,不宜选用碳钢和一般合金钢。
对以提高抗蚀性能为主的氨化件可选用碳钢和一般合金钢。
渗氮零件注意事项:
(1)渗氮前的预备热处理调质--渗氮工件在渗氮前应进行调质处理,以获得回火索氏体组织。调质处理回火温度一般高于渗氮温度。
(2)渗氮前的预备热处理去应力处理--渗氮前应尽量消除机械加工过程中产生的内应力以稳定零件尺寸。消除应力的温度均应低于回火温度,保温时间比回火时间要长些,再缓慢冷却到室温。断面尺寸较大的零件不宜用正火。工模具钢必须采用淬火回火,不得用退火。
(3)渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于1.6um,表面不得有拉毛、碰伤及生锈等缺陷。不能及时处理的零件须涂油保护,以免生锈。吊装入炉时再用清洁汽油擦净以保证清洁度。
(4)含有尖角和锐边的工件,不宜进行氮化处理。
(5)局部不氮化部位的保护,不宜用留加工余量的方法。
(5)表面未经磨削处理的工件,不得进行氮化。
防止渗氮方法
(1)镀锡法---在防渗表面镀10--15um的锡层,防渗层太薄则效果差,厚了又容易使锡漫流。
(2)涂料法---将锡粉、铅粉、氧化铬粉以3:1:1比例混匀,用氯化锌浴液调成稀糊状涂于零件防渗表面,或用水玻璃(质量分数为10--15％)和石墨粉(质量分数为85--90％)调成糊状涂刷后,缓慢烘干。
(3)工装法----自制专用工装,把不需渗氮的部位封闭密封。
渗氮后的零件,工作表面即能获得高硬度,一般情况下不再进行其他加工,因此常是最后一道工序(氮化后的工件至多再进行精磨或研磨加工)。可得到600--1200HV的表面硬度,耐磨性很高。这一高硬度可保持引500C(长期),甚至600C(短期),疲劳极限可提高30--300％,抗蚀性能也得到提高。

钢的碳氮共渗---就是将碳、氮同时渗入工件表层的化学热处理过程(加热温度高于临界温度Ac1或Ac3 ,不宜高于900C,以吸收碳原子为主)。兼有两者的长处,这种工艺有逐步代替渗碳的趋势。主要优点如下:
(1)渗层性能好---共渗层比渗碳层的耐磨性和疲劳强度更高,比渗氮层有更高的抗压强度和较低的表面脆性。
(2)渗入速度快---由于氮的渗入不仅降低了渗层的临界点,同时还增加了碳的扩散速度。
(3)变形小---碳氮共渗温度比渗碳低,晶粒不会长大,适宜于直接淬火,可以减小变形。
(4)不受钢种的限制---各种钢铁材料都可以进行碳氮共渗。但是,由于碳氮共渗零件的渗层较薄,为了提高心部强度,因而多选用含碳较多门钢,w(c)可达0.5％;对于要求表面高硬度、高耐磨性的零件，常采用40Cr , 40CrMo ,40CrNiMo , 40CrMnMo等中碳合金结构钢
碳氮共渗的缺点是共渗层较薄,易产生黑色组织。

资料主要来源<简明金属热处理工手册>

作者:钢铁机械 时间:2006-10-7 12:08
标题:Re: 钢的渗碳和渗氮
谢谢楼住的资料很不错

作者:cqjfhyq 时间:2006-10-7 17:27
标题:Re: 钢的渗碳和渗氮
楼主辛苦了

作者:cqdgkj 时间:2006-10-21 15:56
标题:Re: 钢的渗碳和渗氮
希望楼主整理一下,方便下载

作者:三脚猫 时间:2006-10-23 09:17
标题:Re: 钢的渗碳和渗氮
回4楼
对不起,我的计算机知识几乎是个空白,所以无法整理,那位同志请帮忙整理一下,谢啦
我下载资料的方法是先选中,再复制.在桌面上新建文档,再粘贴.
有时我在快速回复栏回帖子时,按发表键后,排版就很乱.
回帖或发帖,我是用写字板输入文字的,很费时,手也很累.今后得好好学习计算机文化知识.

作者:三脚猫 时间:2006-11-9 10:11
标题:Re: 钢的渗碳和渗氮
近日,生产部门来反映说:有种1Cr18Ni9Ti零件(使用环境;弱酸介质溶液)用了3天就出现锈斑,以前从没出现过这种情况。查零件图纸有渗氮要求,设计者原意是这个零件即要防锈耐磨蚀又要耐磨。在大家的记忆中,渗氮是提高耐磨性,还能提高耐蚀性.询问了外协单位,说不锈钢渗氮后不可能生锈的。一时大家不知道原因何在。(注:不锈钢以前没渗氮要求,这是第一次) 后查了专业资料不锈钢、马氏体时效钢(2Cr13 ,4Cr13 ,1Cr18Ni9Ti ,1Cr11Ni2W2MoV)渗氮后的主要性能; 耐磨性、热硬性及高温强度优良,能在500-600C温度下服役,经渗氮后耐蚀性有不同程度的降低,但在许多介质中仍有较好的耐蚀性. 摘至机械工业出版社 <材料表面技术及其应用手册> 印证了这零件出现锈斑的原因,还有不明白的地方,不锈钢、马氏体时效钢经渗氮后耐蚀性有不同程度的降低,只不过是降低并没有说没耐蚀性了。处理结果;重新投料加工,取消渗氮处理。前面的 <钢的渗碳和渗氮> 以后有空还得再增加内容和修改。

作者:中国工人 时间:2008-11-3 21:30
不错的资料,多谢了.

作者:阿堂 时间:2008-12-16 16:30
剛好需要應用到
就看到資料
謝謝了

作者:整几瓶 时间:2008-12-19 19:48
已经全贴出来了，我还下载了一次，白花钱。不过花得值

作者:小小通机 时间:2008-12-20 18:44
好东东呀谢谢了

作者:p_p_5566 时间:2009-12-16 21:47
好东东呀谢谢

若可能Q447958880

作者:yang1981 时间:2009-12-17 11:35
6#三脚猫马氏体时效不锈钢你们为什么还要渗氮？进过固溶和高温时效完全能但到各项技术要求！

作者:一片落叶 时间:2009-12-18 21:22
学习了，谢谢楼主，

作者:januar 时间:2010-1-5 15:41
十分感谢，很有用

作者:zpc1963315 时间:2010-1-7 15:33
这是很好的资料。

作者:蓝星121 时间:2010-7-7 16:39
资料不错，学习了！谢谢楼主！

作者:money 时间:2010-7-7 16:58
感谢楼主的讲解知识及六楼的分析。我先收藏主题！

作者:aijifalao8524 时间:2010-7-8 10:33
感謝樓主的分享,好東西,謝謝

作者:ljflzx 时间:2010-7-8 21:15
谢谢楼住的资料很不错，用得上

作者:brister0302 时间:2010-7-9 15:14
好东东呀谢谢剛好需要應用到

作者:chenyouqwan 时间:2010-7-10 08:29
谢谢楼主直接贴出来，非常感谢，希望大家多直接贴，少要积分。

作者:label 时间:2010-7-19 10:47
学习了！谢谢楼主分享！

作者:daifujing 时间:2010-7-19 12:27
可能是没有经过防锈处理

作者:edward2010 时间:2010-8-5 14:29
不错的资料，谢谢楼主

作者:平静 时间:2010-8-5 14:34
不错的资料,多谢了.!!!!!!!!!!

作者:雪子 时间:2010-8-5 21:54

已经全贴出来了，我还下载了一次，白花钱。不过花得值
6 k9 G/ E" J* q" _ 整几瓶发表于 2008-12-19 19:48

我也是，好东西啊

作者:yy1028 时间:2010-8-8 21:04
楼主说的是低碳钢还是高碳钢？？是平时用的Q235还是什么？？

作者:小链机 时间:2010-8-19 22:22
真是好资料，多谢楼主分享。

作者:lulingfeng 时间:2010-9-1 17:24
楼主辛苦了好东东呀谢谢了

作者:易林风 时间:2010-9-2 14:23
好资料。

作者:yanpeng12520 时间:2011-8-2 21:22
花点威望值也值得啊，毕竟是自己学东西

作者:pizza 时间:2011-8-3 10:56
谢谢，你的好东西已经全贴出来了，我还下载了一次，白花钱。不过花得值

作者:╰→平淡· 时间:2011-12-24 05:32
谢谢楼主了，~~！！！！！！！！！

作者:联想3316 时间:2011-12-24 09:07
不错的热处理资料，收藏了，谢谢楼主分享{:soso_e113:}

作者:dilirenhe 时间:2012-3-23 14:11
好东东呀谢谢了..........

作者:菜鸟愚公 时间:2012-3-26 15:29
楼主辛苦了，收下了，资料很不错

作者:dasenlovefly 时间:2012-3-27 11:22
不错的资料,多谢了.

作者:skyzh133 时间:2012-4-7 19:27
楼主辛苦了，之前一直在了解碳氮共渗的工艺

作者:风居士 时间:2012-7-13 09:34
先了解下吧

作者:luhaidong818 时间:2012-7-13 11:54
好东西,好资料

作者:zscflying 时间:2012-7-13 12:15
我顶

作者:兼程123 时间:2014-11-19 09:44
氮化处理可以镀铜防渗吗

作者:三脚猫 时间:2014-11-19 13:31
氮原子与锡原子不亲和，所以要用镀锡防渗,但是镀锡层易流淌,
气体渗氮可以用镀铜防渗
其实有些地方渗了氮也没关系的

作者:robotgripper 时间:2014-11-20 07:17
谢谢楼主的分享，今晚看了两篇渗碳渗氮的文章，学习了

作者:邱林1207235218 时间:2014-11-21 14:42
感谢分享

作者:尘世中漂泊 时间:2015-6-28 09:23
不错，学习学习

作者:三脚猫 时间:2015-6-28 20:46
渗氮淬火将渗氮的零件加热到高于595摄氏度以上再进行淬火处理以获得含氮马氏体的工艺
钢表面的渗氮层在650℃开始分解，700℃以上完全分解，表面层氮原子损失掉一部分，另一部氮原子向内扩散溶入奥氏体中，并形成含氮马氏体。这样处理的结果,既有氮渗入钢的表层起表面强化作用,又可进一步提高硬化层深度和获得心部淬火组织。
离子渗氮后再进行高频、超音频、盐浴炉等快速加热淬火双重处理,渗层的脆性可根本消除，可增厚硬化层深度,提高承受重负荷能力以及工件的耐磨性,值得注意的是由于工件表面有氮的渗入使Ms点降低，所以淬火时的终冷温度要适当调整，双重淬火的温度下限以750-780C为优。必要时可增加冷处理。对减小淬火变形是有益的。
由于氮化后工件表面含氮马氏体的存在使工件表面硬度较常规热处理有明显提高，氮化后的工件再进行淬火回火处理使氮原子继续向心部扩散表面得到固溶氮的细微马氏体，使硬度进一步提高。随氮化温度升高，氮化物质点体积百分数增加，质点半径r增加，硬度升高，560℃时，达到强化的最佳临界半径rc。超过此温度，氧化物质点与基体共格关系降低，硬度反而有所降低。
氮化淬火复合工艺处理后的试件平均硬度比单一氮化或普通热处理有显著提高。
（850℃淬火+600℃回火）+氮化（560℃达到强化的最佳临界半径rc。，7h）+850℃淬火+580℃回火，
35CrMo氮化淬火---离子渗氮温度为560℃，升温时间2小时，保温时间为6小时，再进行850℃淬火，油冷，580℃回火2h，油冷。
激光淬火可显著提高渗氮速度,增加渗氮层厚度,渗氮层深度由气体渗氮的0.2mm增加至0.3mm
对经1020℃淬火560℃、610℃和560℃三次回火后的H13钢进行喷丸处理,将喷丸处理后的试样在550℃下等离子渗氮1h.对比了喷丸和未喷丸试样亚表层的显微结构,等离子渗氮后的渗层深度、截面硬度及表面物相组成.结果表明,在550℃渗氮1h的情况下,喷丸的催渗效果十分明显,喷丸后渗氮层深度从30.4μm增至51.4μm,喷丸形成的高密度胞状位错对催渗起了决定性的作用.喷丸试样的渗氮层与未喷丸试样相比,表面物相的含量不同,表面硬度较高,渗层的硬度梯度稍平缓一些。

作者:6707834 时间:2015-7-12 05:37
学习了

作者:中国龙1222 时间:2015-7-12 18:07
很好的东西，谢谢分享

作者:尘世中漂泊 时间:2015-7-12 20:02
不错

作者:重庆，明天 时间:2015-7-26 17:36
学习了

作者:我探索 时间:2015-8-15 19:56
好资料，谢谢；

作者:yongye224 时间:2015-8-25 15:56
很详细的资料

作者:kunge660 时间:2015-10-21 13:38
谢谢

作者:sunsheng2014 时间:2015-10-23 13:54
不错，学习学习

作者:夕阳林中飞 时间:2015-11-30 22:21
好好学习了下

作者:平静心海 时间:2015-12-1 09:16
深受教导，很好的资料

作者:seth4034667 时间:2015-12-1 16:02
谢谢了

作者:apmc111 时间:2015-12-1 22:40
学习

作者:施国峰642 时间:2015-12-2 08:32
对热处理这一块一直是稀里糊涂的
都不知道怎么样才能弄明白

作者:ypw 时间:2015-12-2 14:44
表示从来都没用过啊

作者:志不穷 时间:2015-12-2 22:15
太感谢了呀

作者:fdsa159 时间:2015-12-3 13:14
好东东呀谢谢了

欢迎光临机械必威体育网址 (//www.szfco.com/)