不(bu)銹鋼滲氮的目的是提高表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能。各種類型的不銹鋼原則上都可進行滲氮處理。


 將工(gong)件放在(zai)含(han)有活(huo)性氮的(de)(de)氣(qi)氛中,在(zai)一定的(de)(de)溫度和壓力下使氨原子滲入(ru)工(gong)件表(biao)面并向(xiang)內擴散,在(zai)工(gong)件表(biao)面一定深度形成(cheng)具有較高(gao)硬(ying)度的(de)(de)氮化(hua)層,這個工(gong)藝過程叫(jiao)滲氮。


 氮(dan)化層的組織,可(ke)根(gen)據鐵-氮(dan)平衡圖來確定。見(jian)圖7-1。從圖可(ke)見(jian),隨鐵中的含氮(dan)量不同,鐵與氮(dan)可(ke)形成α、y、γ'、ε、ξ相。


圖 1.jpg


 α相(xiang)是含氮鐵素體(ti),在(zai)滲(shen)氮初(chu)期(qi)形成(cheng),α相(xiang)在(zai)室溫含氮量只(zhi)有0.004%,在(zai)590℃時最大含氨量為0.11%.滲(shen)氮開始階段,表層的x未被氮所飽和(he)(he),隨著氨的不斷滲(shen)人,使α達到飽和(he)(he)的含氨量。氮繼續向(xiang)工件內部擴散(san),a達到氮的過(guo)飽和(he)(he)狀態(tai)。


 γ相(xiang)是含氮奧(ao)氏體,只(zhi)存在于(yu)共析溫(wen)度(約(yue)591℃)以(yi)上,硬度約(yue)為(wei)(wei)160HV,在共析溫(wen)度,含氮量約(yue)為(wei)(wei)2.35%,最大含氨量可達到2.89%(約(yue)650℃).γ相(xiang)在共析分解時的產物為(wei)(wei)a +γ 。


 γ' 相是一種固溶體(Fe4N),是在滲氮過程中,當α相處于氨的過飽和狀態時發生的轉變產物,硬度大于550HV。γ' 相脆性不大。


 ε相是近于Fe3N和Fe2N之間的一種固溶體,有的稱為Fe3N。ε相是在滲氨時,當γ相達到氮的過飽和狀態時形成的。ε相脆性稍大,硬度約為260HV。


 ξ相是Fe2N固溶體,其含氮量比ε相更高,脆性更大。在顯微鏡下不易與ε相區分,所以,也有將其歸于ε相的。


 在不銹鋼滲氮組織中,除Fe4N、Fe3N、Fe2N外,還存在合金氮化物。


表 1.jpg


表7-1是常見不(bu)銹鋼中(zhong)可能存在的(de)氮(dan)化物及其結構和基本特性