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(zheng)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)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)制作有(you)高強(qiang)度、耐磨、耐疲勞要求(qiu)的(de)(de)零(ling)(ling)件(jian)時(shi)(shi)(shi),需對零(ling)(ling)件(jian)進行整(zheng)體(ti)(ti)(ti)(ti)淬(cui)火(huo)(huo)后再低(di)溫回火(huo)(huo)。眾所周知,馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)淬(cui)火(huo)(huo)冷(leng)卻(que)(que)時(shi)(shi)(shi),表面層先冷(leng)卻(que)(que)到(dao)(dao)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)點M.以下,先發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian),此時(shi)(shi)(shi),表面組織(zhi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)層會(hui)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)體(ti)(ti)(ti)(ti)積(ji)膨(peng)脹,心部(bu)仍(reng)處于(yu)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)狀(zhuang)態,體(ti)(ti)(ti)(ti)積(ji)沒有(you)變(bian)化,這使(shi)得(de)表面受(shou)壓應(ying)力(li)(li),心部(bu)受(shou)拉應(ying)力(li)(li),而(er)當零(ling)(ling)件(jian)繼續冷(leng)卻(que)(que)時(shi)(shi)(shi),心部(bu)溫度降(jiang)低(di)到(dao)(dao)M,點,開始發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)馬氏體(ti)(ti)(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian),先已(yi)冷(leng)卻(que)(que)并發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)的(de)(de)表層已(yi)處于(yu)冷(leng)硬(ying)狀(zhuang)態,這時(shi)(shi)(shi),心部(bu)由于(yu)組織(zhi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)變(bian)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)體(ti)(ti)(ti)(ti)積(ji)膨(peng)脹受(shou)到(dao)(dao)限制,承(cheng)受(shou)壓應(ying)力(li)(li),而(er)表面承(cheng)受(shou)拉應(ying)力(li)(li),即淬(cui)火(huo)(huo)完成后,零(ling)(ling)件(jian)表面處于(yu)殘(can)留拉應(ying)力(li)(li)狀(zhuang)態。這種殘(can)留拉應(ying)力(li)(li)將(jiang)降(jiang)低(di)零(ling)(ling)件(jian)工(gong)作時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)疲勞強(qiang)度,降(jiang)低(di)零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命。


 如(ru)果(guo)在工件淬火之(zhi)前,先進行滲氮處理,這時,零件表面層含有較高(gao)的氮量。氮元素對金屬組織的影(ying)響(xiang)類似于碳和鎳,擴大(da)了(le)奧氏(shi)體相區,穩定(ding)了(le)奧氏(shi)體,見(jian)圖7-11,并(bing)且氮的這種作用(yong)相當于鎳的20倍。


圖 11.jpg


由于(yu)(yu)氮(dan)元素的(de)作用奧氏(shi)體(ti)穩(wen)定性的(de)增加(jia),降低(di)了馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)點Ms。這使零件(jian)表(biao)(biao)面(已(yi)滲氮(dan)部分(fen))的(de)Ms 遠低(di)于(yu)(yu)心(xin)部,在以后淬火(huo)冷(leng)卻時,雖然(ran)表(biao)(biao)面層先冷(leng)卻,但(dan)發(fa)生馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)的(de)時間(jian)卻遲于(yu)(yu)心(xin)部,即已(yi)被滲氮(dan)的(de)表(biao)(biao)面層比心(xin)部后發(fa)生馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)(bian),所以,最(zui)終零件(jian)的(de)表(biao)(biao)面(已(yi)被滲氮(dan)再(zai)淬火(huo)部分(fen))殘留了壓應力(li)(li),這當(dang)然(ran)會提高零件(jian)的(de)抗疲勞能力(li)(li)。有研究表(biao)(biao)明,先滲氮(dan)再(zai)淬火(huo)的(de)零件(jian)可提高疲勞壽(shou)命3~6倍。如果(guo)零件(jian)滲氮(dan)、淬火(huo)后再(zai)進行冷(leng)處理(li),會進一步(bu)增加(jia)表(biao)(biao)面層的(de)壓應力(li)(li),提高零件(jian)疲勞壽(shou)命的(de)效果(guo)會更(geng)好(hao)。



二(er)、滲氮+高頻感應加(jia)熱(re)表面淬火


 經過(guo)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)的工(gong)(gong)件(jian)一(yi)般不(bu)(bu)再(zai)進(jin)行(xing)其他熱(re)處理,但因氮(dan)(dan)(dan)化(hua)層較薄,有時承(cheng)受不(bu)(bu)了較大(da)的表(biao)(biao)面(mian)(mian)壓力,特別是(shi)馬(ma)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)滲(shen)(shen)(shen)層只(zhi)能達到0.1~0.3mm,為此,可在滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)后再(zai)進(jin)行(xing)一(yi)次高(gao)頻(pin)感應加熱(re)表(biao)(biao)面(mian)(mian)淬火,不(bu)(bu)僅高(gao)頻(pin)淬火硬化(hua)層厚可達1.2~1.5mm,而(er)且(qie)已滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)的工(gong)(gong)件(jian)表(biao)(biao)面(mian)(mian)層的氮(dan)(dan)(dan)原子會(hui)向工(gong)(gong)件(jian)內(nei)部擴散(san),提(ti)高(gao)了滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)層深度,同時,工(gong)(gong)件(jian)表(biao)(biao)面(mian)(mian)獲得的是(shi)固溶氮(dan)(dan)(dan)和(he)碳的細馬(ma)氏體,也(ye)提(ti)高(gao)了表(biao)(biao)面(mian)(mian)硬度。



 可(ke)見,滲氮(dan)層再進行一(yi)次高(gao)頻表面(mian)淬(cui)火的復(fu)合熱處理(li),不僅(jin)保留了(le)氮(dan)化(hua)的功能(neng),還進一(yi)步(bu)提高(gao)了(le)功能(neng)質量。



三、滲氮+低溫(wen)滲硫


 不(bu)銹鋼(gang)經(jing)滲(shen)(shen)氮(dan)后,獲得了較高的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)硬度,在(zai)提高工(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,但是(shi)(shi),在(zai)工(gong)件實際的(de)(de)(de)使用工(gong)況中,也可能還存在(zai)黏(nian)著磨(mo)(mo)損,抵抗這種磨(mo)(mo)損單靠表(biao)面(mian)硬度是(shi)(shi)不(bu)夠的(de)(de)(de),還應設法(fa)降低(di)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)摩擦系數,為此,對(dui)滲(shen)(shen)氮(dan)工(gong)件表(biao)面(mian)再(zai)進行(xing)一(yi)次以產生化學(xue)膜為目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)工(gong)藝處理是(shi)(shi)必要的(de)(de)(de),滲(shen)(shen)硫即是(shi)(shi)產生化學(xue)膜的(de)(de)(de)有效方法(fa)之一(yi)。采用低(di)溫(wen)滲(shen)(shen)硫,在(zai)硬滲(shen)(shen)氮(dan)表(biao)面(mian)形成軟的(de)(de)(de)、均勻的(de)(de)(de)FeS薄膜,在(zai)摩擦中起到(dao)自(zi)潤(run)滑(hua)作用,增(zeng)加了工(gong)件表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)抗黏(nian)著磨(mo)(mo)損能力(li)。



四、高頻表面淬(cui)火+低溫滲(shen)硫


 這種復合處理(li)的作用(yong)(yong)相似于滲氨+低溫(wen)滲硫復合處理(li)的作用(yong)(yong)。


 硬的高頻淬(cui)火(huo)表(biao)面與(yu)軟的滲硫膜的同時存在,改(gai)善(shan)了工(gong)件表(biao)面的功能。


 當(dang)然,采用復合(he)(he)處(chu)理(li)時(shi),首先應選擇正確的(de)復合(he)(he)處(chu)理(li)方式和組合(he)(he),其次,要考慮兩種處(chu)理(li)的(de)相互作用并(bing)合(he)(he)理(li)安排(pai)處(chu)理(li)程序(xu),以(yi)防止程序(xu)安排(pai)不當(dang)引起的(de)不良(liang)影響。