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。

　　1气体渗氮的材料选择

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　　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／ h

38CrMoAl钢

40Cr钢

42CrMo钢

35CrMoV钢

20CrMnTi钢

20Cr钢

渗层／ . z9 G) W7 B' @mm

硬度 HV　10

渗层／ mm

硬度 ) [2 y9 M3 j1 B- x1 BHV　10

渗层／ mm

硬度 HV　10

渗层／ , V( C+ h, H( gmm

硬度 HV　10

渗层／ mm

硬度 - H1 m" }+ P1 R; i4 W4 bHV　10

渗层／ 4 x$ p& B( |! }8 K6 lmm

硬度 0 f- G7 J& c* ` k$ X% F* yHV　10

1993.5.10 9 ]# w4 O# O P1993.8.18 1994.1.10 1994.3.22 1994.6.30

22 18 9 g# _* l9 x" o24 - x& t) s! f; O1 m ?7 l1 o24 24

0.45 0.35 0.43 1 b$ ^+ C" T" h4 M9 L8 l- p0.40 0.48

1038 0 Z/ [) i8 {' {4 G1 y1 q1104 5 [2 x- w& {6 h1005 4 n+ B Z. m" a5 s+ F* R5 C1 g1086 2 x, T1 M9 f! H3 _( {' O1062

0.90 + c; k, C* R' L G0.55 0.72 2 d& \1 x7 n5 e# A0 `4 H0.60 , o5 U; ?- ]! K/ {6 Z# h& c0.65

529 8 ^* a- o3 y) Q, W2 L: b549 541 547 ! P; I+ H6 m" s+ g8 }9 c% e581

' j9 p2 x# a2 n6 N. F# S+ Q4 S ' N! q% S2 e1 ]# v- J- V $ U' M3 g' O/ r; D! _ 0.70

6 Q+ s% B" K. B" W; R, h$ W / g( u) `+ o. E& i9 w' a7 l655

0.51 , L* Y( K+ K% }6 A) w2 k 2 R$ n- A1 l# i* S& _0.55 0.53

698 ) x$ }) C. T3 d8 r 699 : D- j2 Z1 R9 K698

0.50

733

6 I# U8 X# v) b2 X& F$ P 2 V( `. s7 [( `$ }- U a) {0.98

3 n- R% F7 Y) D* C: G6 |0 H 576

8 m8 J, ]1 h6 X 4 I0 I3 C# W5 x$ `

　　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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