滲氮合金結(jié)構(gòu)鋼的基本知識
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當(dāng)滲氮合金結(jié)構(gòu)鋼采用與氮親和力很強的鋁、鈦、鈮、釩、鉻、鉬和鎢等元素進行合金化時，鋼的氮化處理效果增大。通常采用的滲氮鋼是中碳鉻鉬鋁鋼，38CrMoAl就是成熟的牌號之一。滲氮可采用氣體、鹽浴或顆粒的滲氮劑，通常在500～590℃之間進行氮化處理，使鋼材表面富集氮，生成氮化物，改變鋼表層的組織結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生HV700～1200的高硬度表層，達到提高鋼材在靜載荷和交變應(yīng)力作用下的強度性能、耐磨性能和耐腐蝕性能。純鐵、碳素鋼及含鎳、鈷的合金結(jié)構(gòu)鋼，通常是不適合作滲氮基體鋼的。
提高氮化工藝性能。鋁、鈦、鈮、釩、鉻、鉬、鎢等是形成氮化物元素。它們在a相中形成超顯微的氮化物顆粒，對a相起彌散硬化作用，形成的氮化物越強，則彌散硬化作用越大。這些元素中鋁、鈦、鈮、釩最有效，鉻、鉬等次之。如果表面硬度需要在HV900以上，采用強氮化物形成元素鋁或釩等的鋼種；若表面硬度不需要超過HV900，可以采用含鉻鉬、鎢的鋼種。
使鋼具有足夠的淬透性。鋼在滲氮后表面形成的高硬度氮化層，既薄(一般為O．4～O．7ram)又脆，需要有一個強度高的內(nèi)層來支持，同時，為了獲得零件所要求的強而韌的綜合力學(xué)性能，所以在滲氮前對鋼進行淬火、高溫回火調(diào)質(zhì)處理，因此，就必須要求鋼有足夠的淬透性。錳、鉻、鉬、鎳等都是提高淬透性的有效元素。釩、鈦、鈮等元素能輔助增大淬透性。
使鋼在滲氮過程中不軟化。鉻、鉬、釩是使鋼在500～590℃長期保溫保持強度的有效元素。往氮化鋼中加鉬，可以防止或減弱鋼發(fā)生回火脆性。含鋁鋼中的鎳形成Ni。A1，在滲氮過程中時效強化心部。現(xiàn)在，正在研究以鈦代鋁的新型滲氮鋼，這種含鈦滲氮鋼可以提高氮化速度，減少氮化時間。
生產(chǎn)工藝滲氮鋼一般用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐或電爐生產(chǎn)。由于含鋁的滲氮鋼鋁含量高，鋼液的粘性較大，易滲生成硅酸鋁夾雜物，鋁在鋼中分布不均勻而生成點狀偏析，影響鋼材質(zhì)量。用作重要零件的含鋁滲氮鋼，應(yīng)再加電渣重熔。滲氮鋼軋制或鍛造后應(yīng)進行正火處理以改善組織。有時為了提高切削性能，需進行完全退火或不完全退火。零件粗加工后進行調(diào)質(zhì)處理，之后進行精加工。為了消除調(diào)質(zhì)和精加工所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，可在550～600℃退火。精加工通常只是將零件氮化層最表面的白層(ξ相)研磨掉，不再加工。 各國廣泛使用的滲氮鋼主要類型
隨著滲氮工藝(如離子氮化、軟氮化等)的發(fā)展，現(xiàn)在碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、不銹耐熱鋼、工模具鋼、高速鋼等都可以滲氮并有良好的效果。所以，現(xiàn)在要不要將滲氮鋼再作為一種專門鋼類需要探討。
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