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+整體淬火(huo)


 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)(shi)體(ti)鋼制(zhi)(zhi)作有高強(qiang)度(du)、耐(nai)磨(mo)、耐(nai)疲勞(lao)(lao)要求的零(ling)(ling)件(jian)(jian)時(shi),需(xu)對(dui)零(ling)(ling)件(jian)(jian)進行整體(ti)淬(cui)火(huo)(huo)后再低(di)溫回(hui)火(huo)(huo)。眾所(suo)周(zhou)知,馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不銹鋼淬(cui)火(huo)(huo)冷卻(que)(que)時(shi),表(biao)面層先(xian)(xian)冷卻(que)(que)到馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變點(dian)M.以下(xia),先(xian)(xian)發(fa)生(sheng)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變,此時(shi),表(biao)面組(zu)織轉(zhuan)(zhuan)變層會發(fa)生(sheng)體(ti)積膨脹(zhang),心(xin)(xin)部(bu)(bu)仍處(chu)于奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)狀態,體(ti)積沒(mei)有變化,這使得表(biao)面受壓應(ying)(ying)(ying)(ying)力,心(xin)(xin)部(bu)(bu)受拉(la)(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)力,而當(dang)零(ling)(ling)件(jian)(jian)繼(ji)續(xu)冷卻(que)(que)時(shi),心(xin)(xin)部(bu)(bu)溫度(du)降低(di)到M,點(dian),開始發(fa)生(sheng)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變,先(xian)(xian)已(yi)冷卻(que)(que)并發(fa)生(sheng)轉(zhuan)(zhuan)變的表(biao)層已(yi)處(chu)于冷硬(ying)狀態,這時(shi),心(xin)(xin)部(bu)(bu)由于組(zu)織轉(zhuan)(zhuan)變發(fa)生(sheng)的體(ti)積膨脹(zhang)受到限制(zhi)(zhi),承受壓應(ying)(ying)(ying)(ying)力,而表(biao)面承受拉(la)(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)力,即淬(cui)火(huo)(huo)完成(cheng)后,零(ling)(ling)件(jian)(jian)表(biao)面處(chu)于殘留(liu)拉(la)(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)力狀態。這種殘留(liu)拉(la)(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)力將降低(di)零(ling)(ling)件(jian)(jian)工(gong)作時(shi)的疲勞(lao)(lao)強(qiang)度(du),降低(di)零(ling)(ling)件(jian)(jian)的使用(yong)壽命。


 如(ru)果在工件淬火之(zhi)前,先進行滲氮(dan)(dan)處理,這時(shi),零(ling)件表面層含(han)有較高(gao)的氮(dan)(dan)量(liang)。氮(dan)(dan)元素對金屬組織的影響類(lei)似于碳和鎳,擴(kuo)大(da)了(le)奧氏體(ti)相區,穩定了(le)奧氏體(ti),見圖7-11,并(bing)且氮(dan)(dan)的這種作用相當于鎳的20倍。


圖 11.jpg


由(you)于(yu)氮元素的(de)作用奧氏(shi)體穩定性的(de)增加(jia),降低了馬氏(shi)體轉變點Ms。這(zhe)使零(ling)(ling)件表(biao)(biao)面(已滲(shen)氮部分(fen))的(de)Ms 遠低于(yu)心(xin)部,在(zai)以(yi)后淬火冷卻(que)時,雖(sui)然(ran)表(biao)(biao)面層先(xian)冷卻(que),但發(fa)生馬氏(shi)體轉變的(de)時間卻(que)遲于(yu)心(xin)部,即(ji)已被(bei)滲(shen)氮的(de)表(biao)(biao)面層比心(xin)部后發(fa)生馬氏(shi)體轉變,所以(yi),最終零(ling)(ling)件的(de)表(biao)(biao)面(已被(bei)滲(shen)氮再(zai)淬火部分(fen))殘留了壓(ya)應力(li)(li),這(zhe)當然(ran)會提高零(ling)(ling)件的(de)抗(kang)疲勞(lao)能力(li)(li)。有研(yan)究表(biao)(biao)明,先(xian)滲(shen)氮再(zai)淬火的(de)零(ling)(ling)件可提高疲勞(lao)壽命3~6倍。如果零(ling)(ling)件滲(shen)氮、淬火后再(zai)進行(xing)冷處理,會進一步增加(jia)表(biao)(biao)面層的(de)壓(ya)應力(li)(li),提高零(ling)(ling)件疲勞(lao)壽命的(de)效(xiao)果會更(geng)好。



二、滲氮+高頻(pin)感應加熱表面淬火


 經過滲氮(dan)(dan)的工(gong)件(jian)(jian)(jian)一般不(bu)再(zai)進行(xing)其他熱處理(li),但因(yin)氮(dan)(dan)化(hua)層(ceng)較薄(bo),有(you)時承受不(bu)了較大的表(biao)(biao)面壓力,特別是馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼滲層(ceng)只能(neng)達到0.1~0.3mm,為此,可在滲氮(dan)(dan)后再(zai)進行(xing)一次高(gao)頻(pin)感應加(jia)熱表(biao)(biao)面淬(cui)火,不(bu)僅高(gao)頻(pin)淬(cui)火硬化(hua)層(ceng)厚可達1.2~1.5mm,而且(qie)已(yi)滲氮(dan)(dan)的工(gong)件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)面層(ceng)的氮(dan)(dan)原子會向工(gong)件(jian)(jian)(jian)內部擴(kuo)散,提高(gao)了滲氮(dan)(dan)層(ceng)深度(du),同(tong)時,工(gong)件(jian)(jian)(jian)表(biao)(biao)面獲(huo)得的是固(gu)溶(rong)氮(dan)(dan)和(he)碳的細(xi)馬(ma)氏體(ti),也提高(gao)了表(biao)(biao)面硬度(du)。



 可見(jian),滲氮層再進行一次(ci)高頻表面淬火的復(fu)合熱(re)處理(li),不(bu)僅保留了氮化(hua)的功(gong)能(neng),還進一步提高了功(gong)能(neng)質量。



三(san)、滲(shen)氮+低(di)溫滲(shen)硫


 不銹鋼經滲氮(dan)后(hou),獲得了(le)較高的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面硬度(du),在提高工(gong)件(jian)磨(mo)粒磨(mo)損(sun)和疲勞磨(mo)損(sun)方面起到良好的(de)(de)作用(yong)(yong),但是(shi)(shi),在工(gong)件(jian)實(shi)際的(de)(de)使用(yong)(yong)工(gong)況中(zhong),也可能還存在黏著磨(mo)損(sun),抵抗這種磨(mo)損(sun)單靠表(biao)(biao)(biao)面硬度(du)是(shi)(shi)不夠的(de)(de),還應設法(fa)降(jiang)低表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)摩(mo)擦系(xi)數(shu),為此,對滲氮(dan)工(gong)件(jian)表(biao)(biao)(biao)面再進行一(yi)次以(yi)產生化學(xue)膜(mo)為目的(de)(de)的(de)(de)工(gong)藝處理(li)是(shi)(shi)必(bi)要的(de)(de),滲硫(liu)即是(shi)(shi)產生化學(xue)膜(mo)的(de)(de)有效方法(fa)之(zhi)一(yi)。采(cai)用(yong)(yong)低溫滲硫(liu),在硬滲氮(dan)表(biao)(biao)(biao)面形成軟的(de)(de)、均(jun)勻的(de)(de)FeS薄膜(mo),在摩(mo)擦中(zhong)起到自潤滑作用(yong)(yong),增加了(le)工(gong)件(jian)表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)抗黏著磨(mo)損(sun)能力。



四(si)、高頻表面淬火+低溫(wen)滲(shen)硫


 這種復合處理(li)的(de)作用相似于滲氨+低溫滲硫復合處理(li)的(de)作用。


 硬(ying)的高頻(pin)淬火表面(mian)與軟(ruan)的滲硫膜的同時(shi)存(cun)在,改善了工件表面(mian)的功(gong)能。


 當(dang)然,采用復合(he)處理時,首先(xian)應選(xuan)擇正確(que)的(de)復合(he)處理方(fang)式和(he)組合(he),其次(ci),要考(kao)慮兩種處理的(de)相互作用并(bing)合(he)理安(an)排(pai)處理程序,以(yi)防止(zhi)程序安(an)排(pai)不(bu)(bu)當(dang)引起的(de)不(bu)(bu)良影(ying)響。