真空渗氮的影响因素

正影响真空渗氮因素有:初始真空度、渗氮温度、渗氮时间、炉压、脉冲间隔、氨流量及冷却方式。(1)初始真空度。净化工件表面,除去表面氧化物、油脂及吸附气体,在1.33 Pa、500℃下,钢表面FeO和Fe_2O将转化为亚稳态氧化物蒸发,随之抽去。(2)渗氮温度。温度过高,渗层氮化物粗大;温度过低,氮化物形成少,渗层浅、硬度低。通常510～     

42CrMo钢工件气体渗氮工艺改进

研究了42CrMo钢工件的基体硬度、化学成分及其偏析和渗氮工艺对渗氮层表面硬度和深度的影响.结果表明,42CrMo钢工件的渗氮温度以530℃为宜,提高基体硬度,控制原材料中影响渗氮质量的合金元素含量,均有利于提高42CrMo钢工件渗氮层的表面硬度,获得较为合理的白亮层和扩散层.     

渗氮处理的目的和特点

正将氮渗入工件表面层的化学热处理称为渗氮。渗氮处理的目的是提高工件的表面性能,如表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合能力、耐蚀性、抗回火软化能力等,从而提高工件的使用寿命。一般渗氮具有下述几个特点。(1)渗氮处理的温度范围在480~600℃之间。     

离子渗氮工艺对S32205双相不锈钢综合性能的影响

在不同温度下对S32205双相不锈钢进行离子渗氮,利用光学显微镜、显微硬度计、电化学测试仪、XRD等对渗氮层组织性能进行分析。结果表明,400℃离子渗氮4 h工艺条件下,渗氮层由γN相构成,自腐蚀电位由基材的-0.294 V升高至-0.271 V,表面硬度可达到966 HV0.01,为基材表面硬度的2.5倍,渗氮层深为8μm,该温度下离子渗氮可同时提高S32205双相不锈钢耐蚀性和表面硬度。随着渗氮温度升高,在450℃和500℃渗氮时虽然渗氮层深和硬度明显提高,然而由于Cr N的析出,耐蚀性均低于基材。     

离子渗氮温度对00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢微观组织及性能的影响

研究了离子渗氮温度对00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢表面渗氮层性能和组织的影响。采用HXD-1000TMC显微硬度计、扫描电镜、能谱仪和PARSTA 4000电化学工作站对其表面硬度、组织、成分和耐腐蚀性能进行分析。结果表明,随渗氮温度的升高,渗氮层表面硬度先增加后降低。耐腐蚀性随渗氮温度的上升而降低。当渗氮温度高于500℃时,渗氮层中的Cr被大量析出,造成周围区域贫Cr,从而使耐腐蚀性能下降。当渗氮温度为450℃时,渗氮层的综合性能最佳。     

A4双相不锈钢离子渗氮工艺研究

研究了A4双相不锈钢的离子渗氮工艺.结果显示,渗氮温度和气氛氮势(即氮与氢之比)对渗氮层的深度有影响,而对硬度无明显影响.当渗氮温度为580℃,N2:H2=1:9时,渗氮层表面硬度可达1200～1300HV0.3,渗氮层深度为0.10 mm.     

低温离子硬化处理对AISI 420不锈钢组织与性能的影响

研究了低温离子渗氮、离子氮碳共渗和离子渗碳硬化处理对AISI 420马氏体不锈钢的显微组织、表面硬度、耐蚀性、耐磨性的影响。结果表明,离子渗氮、氮碳共渗和离子渗碳处理都可提高马氏体不锈钢的表面硬度;经不同工艺处理后的试样,除500 ℃×4 h渗氮工艺外,其他不锈钢试样表面的耐蚀性均未出现明显降低,当渗氮温度过高（500 ℃）时,由于CrN的析出使得渗氮层的耐蚀性显著下降;磨损试验的结果表明,离子渗碳处理后硬化层的耐磨性最佳。     

3.5NiCrMoV钢的离子渗氮层

对经正火和860℃油淬、640℃回火的含0.25%C、3.75%Ni、1.62%Cr、0.33%Mo和0.09%V(质量分数)的3.5NiCrMoV钢,分别在520℃、550℃、570℃离子渗氮18 h。检测了渗氮层的组织、表面硬度和硬度梯度及基体组织。试验结果表明:在520～570℃离子渗氮的3.5NiCrMoV钢基体组织没有明显变化;随着渗氮温度的提高,渗层深度增加表面硬度下降。此外,采用硬度法测定的渗氮层深度与采用金相法测定的基本一致。     

渗氮温度对38CrMoAl钢真空感应渗氮层耐磨性能的影响

应用一种新型真空感应渗氮方法对38CrMoAl钢表面制备渗氮层,采用SEM、EDS、自动显微硬度测试、滑动干摩擦试验等测试方法探讨了渗氮温度对38CrMoAl钢渗氮层组织、硬度和耐磨性的影响规律。结果表明:渗氮层表面平整,白亮层、扩散层、基体之间过渡平缓;随着渗氮温度升高,扩散层厚度、渗层硬度、耐磨性均呈现先增加后降低趋势;渗氮温度为560℃时,渗层厚度达到最高值180μm,渗层硬度达到最高值1250 HV0.025;渗氮温度560℃、590℃时的渗层试样在摩擦试验过程中仅有轻微的磨粒磨损,耐磨性能最佳。     

α型钛合金离子渗氮工艺

研究了离子渗氮温度、渗氮时间对TA7钛合金的渗氮层的组织、动力学模型和硬度的影响。结果表明:TA7钛合金经离子渗氮后,渗氮层由化合物层(Ti N+Ti_2N相)+扩散层(α-Ti(N)相)组成。TA7钛合金经低温(T≤800℃)短时(t≤16 h)渗氮时,渗氮层的主要变化为相结构的改变,但是渗氮层的深度随渗氮时间的变化不大。TA7钛合金离子渗氮前期16 h内表面硬度显著地提高,可达基体硬度的2～4倍。TA7合金在渗氮温度T≥850℃,渗氮时间t=16 h工艺下可得到较好的渗层组织和渗层硬度梯度。     

温度对38CrMoAl钢离子氮化渗层性能的影响

本文研究了520、550和570℃三种离子氮化温度对38CrMoAl钢的渗层深度、表面硬度、表面脆性、脉状组织、心部组织的影响。结果表明:在520~550℃时,渗层深度、表面硬度随温度的变化不大;550℃以上,随温度的提高,渗层深度提高、表面硬度下降的幅度较大,570℃氮化的脉状组织级别略高,但还是可以满足应用要求。38CrMoAl钢渗氮速度快、表面硬度高、不易出现脆性、渗层性能优良,可以根据工件的氮化层深、表面硬度要求在520~570℃之间选择氮化温度。     

1Cr11MoNiW1VNbN钢气体渗氮方法研究

研究了一种对1Cr11Mo Ni W1VNb N钢进行气体渗氮的工艺方法,采用较高温度在奥氏体区渗氮,通过多次试验摸索出一种较好的工艺方法,并用显微镜、硬度计等对渗氮后试样的渗层深度、裂纹情况、表面硬度、阶梯硬度等进行了测试分析。结果表明:采用温度(625±5)℃渗氮、(640±5)℃退氮的三段渗氮方法,可以满足1Cr11Mo Ni W1VNb N钢渗层深度≥0.25 mm、表面维氏硬度739~840 HV的技术要求。     

17-4PH不锈钢离子渗氮工艺

采用正交试验对17—4PH沉淀硬化不锈钢离子渗氮的工艺和显微组织进行了研究。结果表明，影响工件表面结构和性能的主要因素是离子渗氮温度和保温时间。当渗氮温度由480℃升高到560℃保温5h，硬度则由514HV0．1增高到1290HV0．1；在520℃下渗氮，时间从3h延长到7h后，表面硬度由814HV0．1增高到1290HV0．1。     

40Cr钢空心阴极辅助离子渗氮

利用空心阴极辅助离子渗氮技术,在低压(100～150 Pa)、中低温t(400～550℃)条件下对40Cr钢进行离子渗氮处理.试验结果表明在500℃x6h的条件下离子渗氮,可在40Cr钢表面形成高硬度、化合物层约为2μm、厚度约为200μm的渗层,表层硬度比基体硬度提高两倍.     

17-4PH不锈钢离子渗氮工艺研究

研究了17-4PH马氏体沉淀硬化型不锈钢的离子渗氮工艺。结果表明,当离子渗氮温度为500℃,N2:H2=1:3时,17-4PH马氏体不锈钢的渗层表面硬度可达1324 HV0.1,渗氮层深度为0.12mm,基体硬度达到38.3 HRC。     

Cr12MoV钢的等离子渗氮的优化

Cr12MoV冷作模具钢的表面改性技术研究一直受到关注。本文采用双辉等离子体渗金属设备研究了等离子渗氮的工艺参数对渗氮层质量的影响。通过优化工艺参数实现了对Cr12MoV钢可靠渗氮,炉压500 Pa、渗氮温度500～550℃和保温4 h,渗层表面显微硬度最高达到1100 HV、渗层深度为0.15 mm。本研究拓展了双辉等离子渗金属设备的应用范围。     

低压等离子体弧源离子渗氮

利用低压等离子体弧源离子渗氮技术,在约４００ ℃、４ ×１０ － １ Ｐａ 真空度条件下对奥氏体不锈钢、纯铁进行了低温渗氮表面强化处理。奥氏体不锈钢表面形成的渗氮层由氮在奥氏体中的过饱和单相固溶体组成,具有很高的硬度和良好的耐蚀性。纯铁渗氮层则由化合物层和扩散层组成。这种渗氮方法完全避免了工件表面产生弧光放电     

渗氮工艺对18Ni马氏体时效钢性能的影响

通过对渗氮层硬度分布、显微组织形貌和X射线衍射分析,以及力学性能、缺口敏感性和延迟断裂抗力等性能的分析,研究了18Ni300马氏体时效钢在不同渗氮温度和时间后的渗氮层及对力学性能的影响。当480℃渗氮时间为24 h时,渗氮层厚度为0.14 mm;渗氮时间为48 h时,厚度为0.17 mm;当500℃渗氮时间为24 h时,渗氮层厚度为0.17 mm;渗氮时间为48 h时厚度为0.19 mm。渗氮层厚度增加会降低了材料的韧性,但是渗氮层与基体之间仍有非常高的结合强度。提高渗氮温度和延长渗氮时间对渗氮层硬度影响不大,但都会增加基体残留奥氏体含量,从而降低了基体的硬度。渗氮后使得试样表面的压应力增加,对裂纹扩展有阻碍作用,使得带渗氮层试样的断裂韧度K_(IC)值更高;但随着渗氮温度和时间的增加,脆性的渗氮层厚度增加,抵消了畸变的Fe_4N相对裂纹扩展的阻碍作用,会使得K_(IC)值降低。缺口根部高硬度的渗氮层提高了缺口敏感性,渗氮温度和时间的增加使得缺口敏感指数由480℃×24 h的1.18,降低到500℃×48 h的0.917,缺口敏感性指数小于1时,不足以保障渗氮构件的安全性和可靠性。极低的拉伸速度(0.0015 mm/min)使得拉伸时缺口的抗拉强度不下降,证明渗氮并未增大延迟断裂倾向。     

短时渗氮工艺的研究

大多数钢铁材料经５６０℃×（２～４）ｈ短时渗氮可以获得与铁素体氮碳共渗相似的渗层和表面硬度（低碳钢除外）。本文论述短时渗氮的温度、氨分解率、时间、渗后出炉冷却等工艺参数和操作方法的选择。指出短时渗氮的特点是带着化合物层服役使工件耐磨性大幅度提高，其关键在于选择适当的工艺时间，在工件表面形成薄而致密的化合物层。如果化合物层大于１５μｍ表面将出现疏松，而致密区的厚度并未增长，因而过长的渗氮时间是有害无益的。短时渗氮已在工业应用中显示出良好的效果。     

TC4钛合金的离子渗氮工艺

对TC4钛合金进行一系列离子渗氮试验,研究了离子渗氮温度、时间对渗层组织结构、显微硬度及表面残余应力的影响。结果表明:TC4钛合金经离子渗氮后表面硬度均可提高至基体的2~4倍,且表面为残余压应力状态。当渗氮温度800℃或渗氮时间8 h时,表面形成氮化物数量较少,光镜下只能观察到扩散层,随着渗氮温度的升高,渗氮时间的延长,表面由Ti N+Ti2N组成的化合物层厚度增加,致密性增强,硬度也随之增加。TC4钛合金经850℃×16 h离子渗氮后表面硬度可达到900 HV0.1左右,渗氮层由致密的化合物层+扩散层组成。随着渗氮温度继续增加,渗氮时间继续延长,表层氮化物聚集长大,渗氮层开始变得疏松。