【正文】 深度越厚，碳濃度梯度越平緩，對(duì)提高工件承載能力、延長(zhǎng)壽命有利。 實(shí)際滲碳工藝必須綜合考慮滲碳溫度和時(shí)間！ 氣體滲碳工藝控制 70~80 100~110 40~50 ~1 ~4 920 176。 C 840~860 176。 C 排氣 強(qiáng)滲 擴(kuò)散 降溫 保溫 時(shí)間 / h 煤油滴量（滴 /分） 溫度 時(shí)間 油冷 一種齒輪的滲碳工藝 要求的碳勢(shì) 滲碳后熱處理 ? 直接淬火 +低溫回火 ? 一次淬火 +低溫回火 ? 兩次淬火 +低溫回火 ? 高溫回火 +一次淬火 +低溫回火 直接淬火 Ac1（表面） Ar3（心部） 滲碳 低溫回火 油冷 預(yù)冷 1. 減少變形 2. 表面析出碳化物，減少淬火后殘余 A。 經(jīng)滲碳時(shí)的長(zhǎng)時(shí)間高溫保溫后， A晶粒容易粗大，使淬火后韌性下降。 高于 Ac3淬火，防止心部析出先共析 F。 工藝簡(jiǎn)單，只適用于本質(zhì)細(xì)晶粒鋼。 組織？？？ 一次淬火 適用于氣體滲碳后需高頻表面淬火工件或固體滲碳工件。 組織？？？ Ac1（表面） Ac3（心部） 滲碳 低溫回火 緩冷 淬火 保證心部性能 保證表面性能 或 表面馬氏體 心部鐵素體 兩次淬火 組織？？？ Ac1（表面） Ac3（心部） 滲碳 第一次淬火 第二次淬火 低溫回火 緩冷 保證心部性能 保證表面性能 工藝復(fù)雜，成本高，變形大。 可用正火代替第一次淬火。 高溫回火 +淬火 Ac1（表面） Ac3（心部） 滲碳 低溫回火 緩冷 淬火 高溫回火 高溫回火 析出合金碳化物，減少淬火后殘余 A 適用于高強(qiáng)度合金鋼 滲氮 滲氮 —— 在溫度 Ac1以下，向表面滲入 N原子，與材料中的 Al、 Cr、Mo、 Ti等合金元素形成高硬度、高耐磨性的強(qiáng)化相 AlN、 CrN、MoN、 TiN等。 滲氮后可提高表面硬度（ 1000~1200 Hv）、疲勞強(qiáng)度、紅硬性、耐磨耐蝕性，且變形小。 滲氮用鋼 主要鋼種 ? 最常用、歷史最長(zhǎng)： 38CrMoAl ? 無(wú) Al氮化鋼： 40Cr， 40CrVA， 18Cr2Ni4WA， 38CrNi3MoA，20CrMnNi2MoV， 38CrNiMoVA， 30Cr3Mo， 38CrMnMo ? 快速氮化用鋼： 30CrTi2， 30CrTi2Ni3Al， 35MnMoAlV ? 壓鑄模用鋼： 3Cr2W8V ? 一般低碳鋼：抗腐蝕 滲 N過(guò)程 氮化層組織 氮化工藝 ? 抗磨氮化（強(qiáng)化氮化）：提高工件耐磨性、疲勞性。 ? 抗蝕氮化：表面獲得 ?相層， 提高鋼及鑄鐵的抗腐蝕能力。 ? 通氧氮化：在滲氮?dú)夥罩屑?1~2 Vol. %氧以減少氫分壓，加速滲氮過(guò)程，減少表面形成脆性 ?相傾向，提高滲層質(zhì)量。 ? 電解氣相催滲氮化：在滲氮?dú)夥罩型ㄈ腚娊鈿怏w，強(qiáng)化滲氮過(guò)程，縮短工藝周期 1/3~2/3。 ? 離子氮化：在低于常壓下的滲氮?dú)夥罩校霉ぜ帢O）與陽(yáng)極之間產(chǎn)生的輝光放電進(jìn)行滲氮。 滲氮質(zhì)量檢驗(yàn) 1. 外觀：表面應(yīng)為銀灰色，無(wú)光澤，無(wú)局部亮點(diǎn)。 2. 滲層硬度：宏觀顯微維氏硬度計(jì)（ 10 N）、 顯微維氏硬度計(jì)（ 1~2 N）、表面洛氏硬度計(jì)（ 150 N）。 3. 氮化層脆性：用維氏硬度（ 10 Kg載荷）壓痕完整程度評(píng)價(jià)，共分四級(jí)，1~3級(jí)合格。 4. 滲層深度： 斷口法 —— 將帶槽試樣折斷，用放大鏡觀察。氮化層斷口呈瓷狀，心部組織較粗； 金相法 —— 試樣拋光，用 2~5%硝酸酒精浸蝕； 硬度法 —— 從表面到硬度為 550 Hv處的垂直距離。 5. 金相組織： 滲層 —— 白亮層厚度小，不允許有粗大氮化物及游離 F； 心部 —— 均勻細(xì)小回火索氏體，不允許有大塊 F。 6. 其它：表面疏松、表面氧化色、變形等。 滲氮層性能 1. 硬度、耐磨性提高 ? ?相和母相保持共格關(guān)系； ? 彌散氮化物（ ?、 ??）顆粒強(qiáng)化； ? 摩擦系數(shù)小的連續(xù) ?、 ??相。 2. 疲勞強(qiáng)度提高、缺口敏感性降低 ? 固溶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化； ? 相變密度變化引起表層殘余壓應(yīng)力； 3. 紅硬性提高 ? 彌散氮化物相 共格關(guān)系 離子氮化爐 電熱絲 離子氮化原理 e e NH3 N+ H+ e e NH3 Fe N FeN FeN O C 陰極濺射 離子注入 Fe2N Fe3N Fe4N Fe N N N N N N N N ? ? ?? 工件表面 爐壁或輔助陽(yáng)極 + N H 特 點(diǎn) 1. 表面高氮?jiǎng)荩? 2. 離子轟擊引起表面缺陷，加速N的擴(kuò)散； 3. 離子陰極濺射清潔表面，使表面活化，加速氮化過(guò)程。 離子氮化工藝 1. 電參數(shù)：維持在異常輝光放電區(qū)，電流密度為 1~3 mA/cm2。 2. 氣參數(shù)：通常用純氨、熱分解氨或 N2+H2混合氣，控制流量、氣壓。 3. 熱參數(shù)：溫度、時(shí)間 T / 176。 C 材料 38CrMoAl 520~540 合金鋼 高合金工具鋼 480~540 480~530 不銹鋼 550~580 鈦合金 900~950 工藝參數(shù)選擇時(shí)，主要確定溫度、時(shí)間和氣體組成，而后改變或調(diào)節(jié)電參數(shù)和氣壓等以滿足溫度等的要求。 離子氮化層性能 T / 176。 C Hv 氮化層含氮量不足 氮化物與母相脫離共格關(guān)系，顆粒粗化 氮化物彌散分布，與母相共格 氮化層硬度 ~氮化溫度 1. 硬度：比氣體氮化高 2. 韌性：與氮化層組織相關(guān)（擴(kuò)散層 ?? ? ? + ?? ） 3. 耐磨性 4. 疲勞強(qiáng)度 滲硼 FeB相，硬脆，易崩裂 Fe2B相，硬，脆性較小 擴(kuò)散層： C被 B從滲層中擠出，在此形成一個(gè)富 C區(qū) 固體滲硼劑： 90%錳鐵（防止?jié)B劑結(jié)塊）+5 wt. %B4C（供硼劑）+5wt.%SiC（催滲劑） 900~1000 176。 C 3~5h 爐冷 液體滲硼劑： 硼砂（供硼劑） +碳酸鹽（中性鹽）+ wt.%SiC或 10 wt. %Al （還原劑） ][42222742322742BCOSi OONaSi COBNaOBONaOBNa???????滲硼層 35Cr2Mo2SiMnVN 滲鉻 1050~1100 176。 C 6~12 空冷 時(shí)間 / 小時(shí) 溫度 ? 600~700 176。 C 爐冷 固體滲鉻劑： 50 wt. %鉻粉（供鉻劑）+48 wt. %Al2O3（防止?jié)B劑燒結(jié)）+2wt.%NH4Cl（催滲劑） 滲層深度：低碳鋼 ~ mm；高碳鋼 ~ mm。 性能：高耐磨耐蝕、抗氧化性，高疲勞性能。 滲層比電鍍鉻致密均勻，結(jié)合更牢固，抗蝕抗高溫氧化性更好。 其他滲鉻法：真空滲鉻、鹽浴滲鉻 滲鋁 性能：抗高溫氧化性，抗高溫硫化物腐蝕，抗大氣、海水腐蝕，抗應(yīng)力腐蝕。 其他滲鋁法：氣體滲鋁 —— 工件置于塊狀 FeAl合金中，爐內(nèi)通氫或氬氣， 950 176。 C 8~10 h。 920~1050 176。 C 固體滲鋁 770~780 176。 C熔融鋁 15~30 min 浸鍍后取出 970177。 10 176。 C ， 3~10 h擴(kuò)散退火以降低脆性，增加深度。 熱浸滲鋁 滲釩、鈮 性能：高碳鋼表面滲 V、 Nb，與碳形成高硬度 VC、NbC，提高耐磨性及使用壽命。 熔融硼砂 850~1000 176。 C 5~10 min TD法滲釩、鈮 粉狀 FeV， FeNb或 V2O5+Al, NbO+Al 65Nb 滲 V層