前面所述的不銹鋼的各種熱處理,正火、退火、調質、固溶化、穩定化、滲氮、氮碳共滲、高頻感應淬火等,都是為使工件達到某種功能要求所采用的獨立的熱處理方法。如果把兩種或兩種以上的熱處理方法,或把熱處理與表面處理結合起來,將對工件功能的發揮有更好的作用。在發揮各工藝特長的同時,具有特殊的復合效果。


一、滲(shen)氮+整體(ti)淬火


 在談到在線亞洲日產一區二區:不銹鋼滲氮熱處理時,曾指出為保證滲氮效果,作為滲氮的預備處理,對氮化材料應進行預先熱處理。對于馬氏體不銹鋼,滲氮前的預先熱處理通常采用調質處理,即淬火后高溫回火處理。現在這里講的滲氮+整體淬火則是以提高零件功能效果為目標的復合熱處理。


 用馬(ma)氏體(ti)鋼制(zhi)作(zuo)有(you)高(gao)強度(du)、耐磨(mo)、耐疲勞要(yao)求的零(ling)件時(shi),需對零(ling)件進行整(zheng)體(ti)淬火后(hou)再(zai)低溫(wen)回火。眾(zhong)所周知,馬(ma)氏體(ti)不銹(xiu)鋼淬火冷卻(que)時(shi),表(biao)面(mian)層先冷卻(que)到馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)點(dian)M.以下(xia),先發(fa)生(sheng)(sheng)馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變(bian),此(ci)時(shi),表(biao)面(mian)組織轉(zhuan)變(bian)層會發(fa)生(sheng)(sheng)體(ti)積(ji)膨脹,心部(bu)仍處(chu)于(yu)(yu)奧氏體(ti)狀態(tai),體(ti)積(ji)沒(mei)有(you)變(bian)化,這使(shi)得(de)表(biao)面(mian)受(shou)(shou)壓應(ying)力(li),心部(bu)受(shou)(shou)拉應(ying)力(li),而當(dang)零(ling)件繼續冷卻(que)時(shi),心部(bu)溫(wen)度(du)降(jiang)低到M,點(dian),開始發(fa)生(sheng)(sheng)馬(ma)氏體(ti)轉(zhuan)變(bian),先已冷卻(que)并發(fa)生(sheng)(sheng)轉(zhuan)變(bian)的表(biao)層已處(chu)于(yu)(yu)冷硬(ying)狀態(tai),這時(shi),心部(bu)由(you)于(yu)(yu)組織轉(zhuan)變(bian)發(fa)生(sheng)(sheng)的體(ti)積(ji)膨脹受(shou)(shou)到限制(zhi),承受(shou)(shou)壓應(ying)力(li),而表(biao)面(mian)承受(shou)(shou)拉應(ying)力(li),即淬火完成后(hou),零(ling)件表(biao)面(mian)處(chu)于(yu)(yu)殘(can)留拉應(ying)力(li)狀態(tai)。這種(zhong)殘(can)留拉應(ying)力(li)將(jiang)降(jiang)低零(ling)件工作(zuo)時(shi)的疲勞強度(du),降(jiang)低零(ling)件的使(shi)用壽命。


 如果在工件淬火之前,先進(jin)行滲氮處(chu)理,這時,零件表面(mian)層含有較高的(de)(de)氮量。氮元素(su)對金屬組織(zhi)的(de)(de)影響類(lei)似于(yu)碳和鎳,擴(kuo)大了(le)奧氏體相(xiang)區,穩(wen)定了(le)奧氏體,見圖7-11,并(bing)且氮的(de)(de)這種作用(yong)相(xiang)當于(yu)鎳的(de)(de)20倍。


圖 11.jpg


由(you)于(yu)氮元素(su)的(de)(de)(de)作用奧氏(shi)(shi)體穩定性(xing)的(de)(de)(de)增加(jia),降低了馬氏(shi)(shi)體轉變(bian)點Ms。這(zhe)使(shi)零(ling)件(jian)表(biao)面(mian)(已(yi)滲(shen)氮部(bu)分)的(de)(de)(de)Ms 遠低于(yu)心部(bu),在以后(hou)淬(cui)火冷(leng)卻時,雖然表(biao)面(mian)層先(xian)冷(leng)卻,但發生馬氏(shi)(shi)體轉變(bian)的(de)(de)(de)時間卻遲于(yu)心部(bu),即(ji)已(yi)被(bei)滲(shen)氮的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)層比心部(bu)后(hou)發生馬氏(shi)(shi)體轉變(bian),所以,最(zui)終零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(已(yi)被(bei)滲(shen)氮再(zai)(zai)淬(cui)火部(bu)分)殘留了壓應力,這(zhe)當然會(hui)提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)抗疲(pi)勞(lao)(lao)能(neng)力。有研究表(biao)明,先(xian)滲(shen)氮再(zai)(zai)淬(cui)火的(de)(de)(de)零(ling)件(jian)可提(ti)高(gao)疲(pi)勞(lao)(lao)壽命3~6倍。如果(guo)零(ling)件(jian)滲(shen)氮、淬(cui)火后(hou)再(zai)(zai)進(jin)行冷(leng)處理(li),會(hui)進(jin)一(yi)步(bu)增加(jia)表(biao)面(mian)層的(de)(de)(de)壓應力,提(ti)高(gao)零(ling)件(jian)疲(pi)勞(lao)(lao)壽命的(de)(de)(de)效果(guo)會(hui)更好。



二、滲氮+高頻感應(ying)加(jia)熱表(biao)面淬火(huo)


 經過滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)工件(jian)(jian)一(yi)般不(bu)再進行其他熱處理,但因氮(dan)(dan)化(hua)層(ceng)較(jiao)薄,有時承受不(bu)了(le)(le)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)表面(mian)壓力(li),特(te)別是馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼滲(shen)(shen)層(ceng)只(zhi)能(neng)達(da)到0.1~0.3mm,為此,可在滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)后再進行一(yi)次高頻感應(ying)加熱表面(mian)淬火(huo),不(bu)僅高頻淬火(huo)硬(ying)化(hua)層(ceng)厚可達(da)1.2~1.5mm,而且已滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)工件(jian)(jian)表面(mian)層(ceng)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)原子(zi)會(hui)向工件(jian)(jian)內部擴散,提(ti)高了(le)(le)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)層(ceng)深度(du),同時,工件(jian)(jian)表面(mian)獲得的(de)(de)(de)是固溶(rong)氮(dan)(dan)和碳的(de)(de)(de)細馬氏(shi)體(ti)(ti),也(ye)提(ti)高了(le)(le)表面(mian)硬(ying)度(du)。



 可(ke)見(jian),滲氮(dan)層(ceng)再進行(xing)一(yi)次高頻表面淬(cui)火的(de)(de)復合熱處理,不僅(jin)保(bao)留了(le)氮(dan)化的(de)(de)功能,還進一(yi)步(bu)提高了(le)功能質量。



三(san)、滲氮+低溫滲硫


 不銹鋼經(jing)滲氮(dan)后,獲得了較高(gao)的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)硬度,在(zai)提高(gao)工(gong)件(jian)磨粒(li)磨損(sun)(sun)和疲勞磨損(sun)(sun)方面(mian)起到良(liang)好的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong),但是,在(zai)工(gong)件(jian)實際的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)工(gong)況中,也可能還(huan)存(cun)在(zai)黏著磨損(sun)(sun),抵抗這種磨損(sun)(sun)單靠表(biao)(biao)面(mian)硬度是不夠(gou)的(de)(de)(de),還(huan)應設法降低表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)摩擦(ca)系數(shu),為(wei)此(ci),對滲氮(dan)工(gong)件(jian)表(biao)(biao)面(mian)再(zai)進行一次以(yi)產生(sheng)化(hua)學膜(mo)(mo)為(wei)目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)工(gong)藝處(chu)理是必要的(de)(de)(de),滲硫即是產生(sheng)化(hua)學膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)有(you)效方法之(zhi)一。采用(yong)(yong)低溫滲硫,在(zai)硬滲氮(dan)表(biao)(biao)面(mian)形成軟的(de)(de)(de)、均勻的(de)(de)(de)FeS薄膜(mo)(mo),在(zai)摩擦(ca)中起到自潤滑作(zuo)用(yong)(yong),增加了工(gong)件(jian)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)抗黏著磨損(sun)(sun)能力(li)。



四、高頻表(biao)面淬火(huo)+低(di)溫滲(shen)硫


 這種復合(he)處(chu)理(li)的(de)作用(yong)相(xiang)似于(yu)滲氨(an)+低溫滲硫復合(he)處(chu)理(li)的(de)作用(yong)。


 硬的(de)高頻淬火表面(mian)與軟的(de)滲硫膜(mo)的(de)同時存在,改善了工件表面(mian)的(de)功能(neng)。


 當然,采用復合(he)處(chu)(chu)理時,首先應選擇正確的(de)(de)復合(he)處(chu)(chu)理方式和組合(he),其(qi)次,要考慮兩種處(chu)(chu)理的(de)(de)相互(hu)作用并合(he)理安排處(chu)(chu)理程序,以防止程序安排不當引起的(de)(de)不良影響。