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。


 用馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼制作(zuo)有高強度、耐(nai)磨、耐(nai)疲(pi)勞(lao)要求的(de)零件(jian)(jian)時,需對零件(jian)(jian)進行整體(ti)(ti)(ti)淬火后(hou)(hou)再(zai)低溫回火。眾所周(zhou)知,馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼淬火冷(leng)卻時,表面(mian)(mian)層(ceng)先(xian)(xian)冷(leng)卻到馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變(bian)(bian)點M.以下,先(xian)(xian)發(fa)生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變(bian)(bian),此時,表面(mian)(mian)組織轉變(bian)(bian)層(ceng)會發(fa)生(sheng)體(ti)(ti)(ti)積(ji)膨脹(zhang),心部仍(reng)處(chu)于奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)狀(zhuang)態(tai)(tai),體(ti)(ti)(ti)積(ji)沒有變(bian)(bian)化,這使(shi)得表面(mian)(mian)受(shou)(shou)壓應(ying)力(li),心部受(shou)(shou)拉(la)應(ying)力(li),而當零件(jian)(jian)繼(ji)續冷(leng)卻時,心部溫度降(jiang)低到M,點,開(kai)始發(fa)生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)轉變(bian)(bian),先(xian)(xian)已冷(leng)卻并發(fa)生(sheng)轉變(bian)(bian)的(de)表層(ceng)已處(chu)于冷(leng)硬狀(zhuang)態(tai)(tai),這時,心部由于組織轉變(bian)(bian)發(fa)生(sheng)的(de)體(ti)(ti)(ti)積(ji)膨脹(zhang)受(shou)(shou)到限制,承(cheng)受(shou)(shou)壓應(ying)力(li),而表面(mian)(mian)承(cheng)受(shou)(shou)拉(la)應(ying)力(li),即淬火完成后(hou)(hou),零件(jian)(jian)表面(mian)(mian)處(chu)于殘留拉(la)應(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)(tai)。這種殘留拉(la)應(ying)力(li)將(jiang)降(jiang)低零件(jian)(jian)工作(zuo)時的(de)疲(pi)勞(lao)強度,降(jiang)低零件(jian)(jian)的(de)使(shi)用壽(shou)命。


 如果在工件淬(cui)火之(zhi)前(qian),先進行滲(shen)氮(dan)處理,這時,零(ling)件表面層含有(you)較(jiao)高的(de)(de)氮(dan)量。氮(dan)元素對金屬組織的(de)(de)影響類(lei)似于(yu)碳和鎳,擴大(da)了奧氏(shi)體相(xiang)區,穩定了奧氏(shi)體,見圖7-11,并(bing)且氮(dan)的(de)(de)這種作(zuo)用相(xiang)當于(yu)鎳的(de)(de)20倍。


圖 11.jpg


由于氮(dan)(dan)元素(su)的(de)作用奧氏(shi)(shi)體(ti)穩定性的(de)增加,降低了馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)點Ms。這使零(ling)(ling)(ling)(ling)件(jian)表面(mian)(已(yi)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)部(bu)(bu)分)的(de)Ms 遠低于心部(bu)(bu),在(zai)以后淬火冷(leng)卻(que)時,雖然表面(mian)層先冷(leng)卻(que),但發(fa)生馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)的(de)時間卻(que)遲(chi)于心部(bu)(bu),即(ji)已(yi)被滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)的(de)表面(mian)層比心部(bu)(bu)后發(fa)生馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian),所以,最終零(ling)(ling)(ling)(ling)件(jian)的(de)表面(mian)(已(yi)被滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)再(zai)淬火部(bu)(bu)分)殘(can)留了壓應力,這當然會提(ti)高零(ling)(ling)(ling)(ling)件(jian)的(de)抗疲(pi)勞能(neng)力。有研究表明(ming),先滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)再(zai)淬火的(de)零(ling)(ling)(ling)(ling)件(jian)可提(ti)高疲(pi)勞壽(shou)命3~6倍。如果零(ling)(ling)(ling)(ling)件(jian)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)、淬火后再(zai)進(jin)行冷(leng)處理,會進(jin)一步增加表面(mian)層的(de)壓應力,提(ti)高零(ling)(ling)(ling)(ling)件(jian)疲(pi)勞壽(shou)命的(de)效(xiao)果會更好。



二、滲氮+高頻感應加熱表面淬火(huo)


 經過滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)的(de)工件(jian)一般不(bu)(bu)再進行(xing)其他熱(re)處理,但(dan)因氮(dan)(dan)(dan)化層(ceng)較薄(bo),有(you)時承受不(bu)(bu)了較大的(de)表(biao)(biao)面(mian)壓力,特別是馬氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)只能達到0.1~0.3mm,為(wei)此(ci),可在滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)后再進行(xing)一次高(gao)頻感(gan)應加熱(re)表(biao)(biao)面(mian)淬(cui)火,不(bu)(bu)僅高(gao)頻淬(cui)火硬化層(ceng)厚可達1.2~1.5mm,而且已(yi)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)的(de)工件(jian)表(biao)(biao)面(mian)層(ceng)的(de)氮(dan)(dan)(dan)原子會向工件(jian)內部擴散,提(ti)高(gao)了滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)層(ceng)深度,同時,工件(jian)表(biao)(biao)面(mian)獲(huo)得的(de)是固溶氮(dan)(dan)(dan)和碳的(de)細馬氏體(ti),也提(ti)高(gao)了表(biao)(biao)面(mian)硬度。



 可見,滲氮(dan)層再進行(xing)一次高頻(pin)表(biao)面淬火的復(fu)合熱處理,不(bu)僅保(bao)留了氮(dan)化的功(gong)能(neng),還進一步提高了功(gong)能(neng)質量(liang)。



三、滲氮+低溫滲硫


 不(bu)銹鋼經(jing)滲(shen)(shen)氮(dan)后,獲得了較高的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)硬度(du),在(zai)提(ti)高工(gong)件磨(mo)(mo)粒磨(mo)(mo)損和疲勞磨(mo)(mo)損方面(mian)起到(dao)良好的(de)(de)(de)作用(yong)(yong),但是(shi)(shi),在(zai)工(gong)件實際的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)工(gong)況中(zhong),也可能還(huan)存(cun)在(zai)黏著(zhu)磨(mo)(mo)損,抵(di)抗(kang)(kang)這種磨(mo)(mo)損單靠表(biao)(biao)(biao)面(mian)硬度(du)是(shi)(shi)不(bu)夠(gou)的(de)(de)(de),還(huan)應(ying)設法(fa)降低表(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)摩擦(ca)系數,為(wei)此,對滲(shen)(shen)氮(dan)工(gong)件表(biao)(biao)(biao)面(mian)再進行一次(ci)以產生(sheng)化學(xue)膜為(wei)目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)工(gong)藝處(chu)理是(shi)(shi)必要的(de)(de)(de),滲(shen)(shen)硫即是(shi)(shi)產生(sheng)化學(xue)膜的(de)(de)(de)有效方法(fa)之一。采用(yong)(yong)低溫滲(shen)(shen)硫,在(zai)硬滲(shen)(shen)氮(dan)表(biao)(biao)(biao)面(mian)形成軟的(de)(de)(de)、均勻的(de)(de)(de)FeS薄膜,在(zai)摩擦(ca)中(zhong)起到(dao)自(zi)潤滑作用(yong)(yong),增加了工(gong)件表(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)黏著(zhu)磨(mo)(mo)損能力。



四(si)、高(gao)頻表面淬火+低溫(wen)滲硫


 這種復(fu)合(he)處理的(de)作(zuo)用(yong)相(xiang)似于滲(shen)氨+低溫滲(shen)硫復(fu)合(he)處理的(de)作(zuo)用(yong)。


 硬(ying)的高頻淬火表面與軟的滲硫膜的同時存在,改善了工件表面的功(gong)能。


 當然(ran),采用復(fu)合處理(li)時,首先應(ying)選擇正確的復(fu)合處理(li)方式(shi)和組(zu)合,其次(ci),要考慮兩種處理(li)的相互作用并合理(li)安排處理(li)程(cheng)序,以防止程(cheng)序安排不當引(yin)起的不良影響。