不銹鋼滲氮(dan)的目的是提高表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能。各種類型的不銹鋼原則上都可進行滲氮處理。


 將工件放在含有(you)活性(xing)氮的氣氛中(zhong),在一(yi)(yi)定的溫(wen)度(du)和壓力(li)下使氨原(yuan)子滲入工件表面(mian)并向內(nei)擴(kuo)散,在工件表面(mian)一(yi)(yi)定深度(du)形成具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)硬度(du)的氮化層,這個工藝(yi)過(guo)程叫滲氮。


 氮化(hua)層(ceng)的組織,可根據(ju)鐵-氮平(ping)衡圖(tu)來確定。見圖(tu)7-1。從圖(tu)可見,隨鐵中的含氮量不同,鐵與(yu)氮可形成α、y、γ'、ε、ξ相。


圖 1.jpg


 α相是含(han)氮鐵素體,在(zai)滲氮初期形成(cheng),α相在(zai)室溫含(han)氮量只有0.004%,在(zai)590℃時最(zui)大含(han)氨(an)量為(wei)0.11%.滲氮開始階段,表(biao)層的x未被氮所(suo)飽和,隨著氨(an)的不斷滲人,使α達(da)到飽和的含(han)氨(an)量。氮繼續向工件內(nei)部(bu)擴散,a達(da)到氮的過飽和狀態。


 γ相(xiang)是含氮奧氏(shi)體,只存(cun)在(zai)(zai)于共析(xi)溫度(du)(約591℃)以上,硬度(du)約為160HV,在(zai)(zai)共析(xi)溫度(du),含氮量(liang)約為2.35%,最大(da)含氨量(liang)可達到2.89%(約650℃).γ相(xiang)在(zai)(zai)共析(xi)分解時(shi)的產物為a +γ 。


 γ' 相是一種固溶體(Fe4N),是在滲氮過程中,當α相處于氨的過飽和狀態時發生的轉變產物,硬度大于550HV。γ' 相脆性不大。


 ε相是近于Fe3N和Fe2N之間的一種固溶體,有的稱為Fe3N。ε相是在滲氨時,當γ相達到氮的過飽和狀態時形成的。ε相脆性稍大,硬度約為260HV。


 ξ相是Fe2N固溶體,其含氮量比ε相更高,脆性更大。在顯微鏡下不易與ε相區分,所以,也有將其歸于ε相的。


 在不銹鋼滲氮組織中,除Fe4N、Fe3N、Fe2N外,還存在合金氮化物。


表 1.jpg


表7-1是常見不銹鋼中可能存(cun)在(zai)的氮化物及其結構和基(ji)本特性(xing)