滲氮蒸汽處理

滲氮蒸汽處理工藝是氣體低溫碳氮共滲和蒸汽處理的綜合工藝。高速鋼刀具在最終熱處理及機(jī)械加工后，于w (甲烷胺) 為30%~50%的水溶液滴注熱解氣氛中，在回火溫度下處理1~2h,表面形成0.03~0.05mm的滲層。滲層的表層部分為Fe₃O₄，里層部分主要是氮在α相中的固溶體。表層部分的深度為4~ 5μm。滲層中兒乎無Fe₂N 或Fe₄N 相，故無脆性；而硬度較高，表面達(dá)1000HV，抗咬合及腐蝕，使刀具壽命提高1倍以上。

在氣體滲氮爐中通入水蒸氣與氨的混合氣體，也可以得到相近的結(jié)果。2100433B

應(yīng)當(dāng)指出，適宜于滲氮的鋼很多，為了獲得最好的表面層性能和 心部性能，根據(jù)不同需要選擇不同的鋼號，常用滲氮鋼的性能及 用途見表1。

38CrMoAl鋼

38CrMoAl鋼是常用的典型滲氮用鋼，其中鋁與氮有極大的 親和力，是形成氮化物，提高滲氮層強(qiáng)度、硬度的主要合金元 素。AlN很穩(wěn)定，到約1000℃的溫度在鋼中不發(fā)生溶解。由于鋁 的作用使鋼具有良好的滲氮性能，此鋼經(jīng)過滲氮后表面硬度高達(dá) 1100～1200HV（相當(dāng)于67～72HRC）。鋼中的鉻、鉬也能形成氮 化物，提高滲層硬度，還能提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性，消除 因含鋁造成的晶粒粗大，提高鋼的強(qiáng)度和韌度。此外，鉬還有消 除鋼的回火脆性的作用。

38CrMoAlA鋼

38CrMoAlA鋼的淬透性并不高，油淬時其臨界直徑為30mm 左右。厚度在50mm以下的，可采用油淬; 厚度超過50mm的， 多采用水淬油冷。38CrMoAlA鋼的脫碳傾向較嚴(yán)重，若表面脫碳 層沒有除盡，滲氮時易在滲氮層表面形成一種針狀氮化物，不僅 使?jié)B氮層硬度降低，也使?jié)B氮層變脆。含鋁高的鋼，鋼液黏性 大，冶金質(zhì)量難控制，鋼材易出現(xiàn)偏析、夾雜、發(fā)紋、巖石狀斷 口及層狀組織等缺陷。38CrMoAlA鋼的化學(xué)成分及熱加工規(guī)范見 表8-5。

滲氮的目的是為了提高結(jié)構(gòu)件、工具、模具的硬度、耐磨性 以及疲勞壽命，提高工件在腐蝕介質(zhì)環(huán)境的耐蝕性。滲氮鋼種的 含碳量包括了從低碳到高碳的范圍，它們可以是碳鋼也可以是合 金鋼。如果用碳鋼進(jìn)行滲氮，形成穩(wěn)定性不高的Fe₄N和Fe₂N， 溫度稍高，就容易聚集粗化，表面不可能得到更高的硬度，并且 其心部也不能具有更高的強(qiáng)度和韌性。為了在表面得到高硬度和 高耐磨性，同時獲得強(qiáng)而韌的心部組織，必須向鋼中加入一方面 能與氮形成穩(wěn)定的氮化物，另外，還能強(qiáng)化心部的合金元素，如 Al、Ti、V、W、Mo、Cr等，均能和氮形成穩(wěn)定的化合物。其中 Cr、W、Mo、V，還可以改善鋼的組織，提高鋼的強(qiáng)度和韌性。