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(yong)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼制(zhi)作有高強度、耐磨、耐疲勞(lao)要求的零件(jian)時(shi)(shi)(shi),需對零件(jian)進行(xing)整體(ti)(ti)淬火(huo)后再低溫回火(huo)。眾所周知,馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼淬火(huo)冷(leng)卻(que)時(shi)(shi)(shi),表面(mian)(mian)層先(xian)冷(leng)卻(que)到馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變點(dian)(dian)M.以下(xia),先(xian)發(fa)生(sheng)(sheng)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變,此(ci)時(shi)(shi)(shi),表面(mian)(mian)組(zu)(zu)織(zhi)轉變層會(hui)發(fa)生(sheng)(sheng)體(ti)(ti)積膨脹(zhang),心(xin)部仍處(chu)于奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)狀(zhuang)(zhuang)態,體(ti)(ti)積沒有變化,這使得表面(mian)(mian)受(shou)壓應(ying)(ying)力(li),心(xin)部受(shou)拉(la)應(ying)(ying)力(li),而當零件(jian)繼續(xu)冷(leng)卻(que)時(shi)(shi)(shi),心(xin)部溫度降低到M,點(dian)(dian),開始發(fa)生(sheng)(sheng)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變,先(xian)已(yi)(yi)冷(leng)卻(que)并發(fa)生(sheng)(sheng)轉變的表層已(yi)(yi)處(chu)于冷(leng)硬狀(zhuang)(zhuang)態,這時(shi)(shi)(shi),心(xin)部由于組(zu)(zu)織(zhi)轉變發(fa)生(sheng)(sheng)的體(ti)(ti)積膨脹(zhang)受(shou)到限(xian)制(zhi),承(cheng)受(shou)壓應(ying)(ying)力(li),而表面(mian)(mian)承(cheng)受(shou)拉(la)應(ying)(ying)力(li),即淬火(huo)完成后,零件(jian)表面(mian)(mian)處(chu)于殘(can)留拉(la)應(ying)(ying)力(li)狀(zhuang)(zhuang)態。這種殘(can)留拉(la)應(ying)(ying)力(li)將降低零件(jian)工(gong)作時(shi)(shi)(shi)的疲勞(lao)強度,降低零件(jian)的使用(yong)壽(shou)命。
如果(guo)在(zai)工件(jian)淬火之前,先進行滲氮(dan)處理(li),這時,零件(jian)表面層(ceng)含有較高(gao)的(de)氮(dan)量。氮(dan)元素(su)對金屬組織的(de)影(ying)響類(lei)似于(yu)碳和鎳,擴大了奧(ao)氏體相(xiang)區,穩定了奧(ao)氏體,見圖7-11,并且(qie)氮(dan)的(de)這種作用相(xiang)當于(yu)鎳的(de)20倍。
由(you)于(yu)(yu)氮(dan)元素(su)的作(zuo)用(yong)奧氏體(ti)穩定性的增加(jia),降低了馬(ma)(ma)氏體(ti)轉變點Ms。這使零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)表(biao)面(mian)(已(yi)滲(shen)氮(dan)部分)的Ms 遠低于(yu)(yu)心部,在以(yi)后淬(cui)(cui)火冷卻時(shi),雖然(ran)表(biao)面(mian)層(ceng)先(xian)(xian)冷卻,但(dan)發生(sheng)馬(ma)(ma)氏體(ti)轉變的時(shi)間卻遲于(yu)(yu)心部,即已(yi)被(bei)滲(shen)氮(dan)的表(biao)面(mian)層(ceng)比心部后發生(sheng)馬(ma)(ma)氏體(ti)轉變,所以(yi),最(zui)終零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)的表(biao)面(mian)(已(yi)被(bei)滲(shen)氮(dan)再(zai)(zai)淬(cui)(cui)火部分)殘(can)留了壓(ya)應力(li)(li),這當然(ran)會(hui)提高(gao)零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)的抗疲勞能(neng)力(li)(li)。有研(yan)究表(biao)明,先(xian)(xian)滲(shen)氮(dan)再(zai)(zai)淬(cui)(cui)火的零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)可提高(gao)疲勞壽(shou)(shou)命(ming)3~6倍。如(ru)果零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)滲(shen)氮(dan)、淬(cui)(cui)火后再(zai)(zai)進行冷處理,會(hui)進一步增加(jia)表(biao)面(mian)層(ceng)的壓(ya)應力(li)(li),提高(gao)零(ling)(ling)(ling)件(jian)(jian)疲勞壽(shou)(shou)命(ming)的效果會(hui)更好。
二、滲氮(dan)+高頻感應加熱表面淬火
經過滲(shen)氮的工件(jian)一般不再(zai)進行其他熱(re)(re)處(chu)理(li),但因(yin)氮化層(ceng)(ceng)(ceng)較薄,有時承受不了(le)較大的表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)壓(ya)力,特別是(shi)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)只能達(da)到0.1~0.3mm,為此,可在滲(shen)氮后再(zai)進行一次高(gao)頻感應加熱(re)(re)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)淬火,不僅高(gao)頻淬火硬化層(ceng)(ceng)(ceng)厚可達(da)1.2~1.5mm,而且(qie)已滲(shen)氮的工件(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)層(ceng)(ceng)(ceng)的氮原(yuan)子會向工件(jian)內部(bu)擴散(san),提(ti)(ti)高(gao)了(le)滲(shen)氮層(ceng)(ceng)(ceng)深度,同時,工件(jian)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)獲得的是(shi)固溶氮和碳的細馬(ma)氏(shi)體(ti),也提(ti)(ti)高(gao)了(le)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度。
可(ke)見,滲氮層再(zai)進行一(yi)次高頻表(biao)面淬火的復(fu)合熱處理,不僅保留了氮化的功(gong)能(neng),還進一(yi)步提(ti)高了功(gong)能(neng)質(zhi)量。
三(san)、滲氮+低(di)溫滲硫
不銹鋼(gang)經滲(shen)氮后(hou),獲得了較高(gao)的(de)表(biao)面硬度(du),在(zai)提高(gao)工件(jian)磨(mo)(mo)(mo)粒磨(mo)(mo)(mo)損(sun)和疲勞磨(mo)(mo)(mo)損(sun)方(fang)面起(qi)(qi)到(dao)良(liang)好的(de)作用(yong),但(dan)是,在(zai)工件(jian)實際的(de)使用(yong)工況中,也可能還存在(zai)黏著磨(mo)(mo)(mo)損(sun),抵抗(kang)這種磨(mo)(mo)(mo)損(sun)單靠表(biao)面硬度(du)是不夠的(de),還應設法(fa)降低表(biao)面的(de)摩擦系(xi)數,為(wei)此(ci),對滲(shen)氮工件(jian)表(biao)面再進(jin)行一(yi)(yi)次以產生化(hua)學(xue)膜(mo)(mo)為(wei)目的(de)的(de)工藝處理是必要的(de),滲(shen)硫即(ji)是產生化(hua)學(xue)膜(mo)(mo)的(de)有效方(fang)法(fa)之一(yi)(yi)。采用(yong)低溫(wen)滲(shen)硫,在(zai)硬滲(shen)氮表(biao)面形成軟的(de)、均勻的(de)FeS薄(bo)膜(mo)(mo),在(zai)摩擦中起(qi)(qi)到(dao)自(zi)潤滑作用(yong),增加了工件(jian)表(biao)面的(de)抗(kang)黏著磨(mo)(mo)(mo)損(sun)能力(li)。
四、高(gao)頻(pin)表(biao)面淬火+低溫滲硫
這種(zhong)復(fu)合處理的作用相似于滲(shen)氨+低溫滲(shen)硫(liu)復(fu)合處理的作用。
硬的(de)高頻淬火(huo)表(biao)(biao)面與軟的(de)滲(shen)硫膜的(de)同(tong)時存在,改善了工件表(biao)(biao)面的(de)功能(neng)。
當然,采用(yong)復合(he)處(chu)理(li)時(shi),首(shou)先應選(xuan)擇正確的(de)復合(he)處(chu)理(li)方(fang)式(shi)和組合(he),其次,要考慮兩種處(chu)理(li)的(de)相互作用(yong)并合(he)理(li)安排處(chu)理(li)程序(xu),以防止程序(xu)安排不當引起的(de)不良影響。