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(jiang)工件(jian)放在(zai)含(han)有(you)活(huo)性氮(dan)的(de)(de)氣氛中,在(zai)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)溫(wen)度和壓力下使氨原子滲入(ru)工件(jian)表(biao)(biao)面并向內擴散,在(zai)工件(jian)表(biao)(biao)面一(yi)定(ding)(ding)深度形成(cheng)具(ju)有(you)較高硬度的(de)(de)氮(dan)化層,這個工藝過程(cheng)叫滲氮(dan)。


 氮(dan)化層的組(zu)織,可根據鐵-氮(dan)平衡圖來確定。見圖7-1。從(cong)圖可見,隨鐵中的含氮(dan)量不同,鐵與(yu)氮(dan)可形成α、y、γ'、ε、ξ相。


圖 1.jpg


 α相是含(han)(han)氮鐵素體,在滲(shen)(shen)氮初期(qi)形成,α相在室溫含(han)(han)氮量只(zhi)有0.004%,在590℃時最大含(han)(han)氨量為0.11%.滲(shen)(shen)氮開始階(jie)段,表層的(de)x未被氮所飽和,隨著氨的(de)不(bu)斷滲(shen)(shen)人,使α達(da)到(dao)飽和的(de)含(han)(han)氨量。氮繼(ji)續向工件內部擴散,a達(da)到(dao)氮的(de)過飽和狀(zhuang)態。


 γ相(xiang)是(shi)含(han)氮(dan)奧氏體(ti),只存(cun)在(zai)于共(gong)析(xi)溫度(約591℃)以上,硬(ying)度約為160HV,在(zai)共(gong)析(xi)溫度,含(han)氮(dan)量約為2.35%,最大含(han)氨量可達到2.89%(約650℃).γ相(xiang)在(zai)共(gong)析(xi)分解時的產物為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(jian)不(bu)銹(xiu)鋼中可能存在的(de)氮(dan)化(hua)物及其結構和基本特性