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高温紧固件热处理钢的氮化

发布时间:2019/7/17 17:37:03

退火组织

淬火加热使用4kW高温箱式电炉,选择950、980、1010、1040、1055、1070、1100、1130、1160℃等不同淬火加热温度进行试验。各试样淬火加热时间为4min/mm,出炉后油冷。回火在5kW多用炉中进行,选择650、680、710℃三种回火温度,回火时间6h,出炉后空冷。

对经过不同热处理的试样进行室温冲击试验,测定冲击韧性值。利用冲断的试天然气炉样进行断口分析、金相分析和硬度测量。金相分析所用浸蚀剂为三氯化铁硝酸水溶液。奥氏体晶粒度的测定按Hilliard方法进行[1],所用腐蚀剂为饱和苦味酸水溶液加少量烷基苯磺酸钠。

淬火温度对奥氏体晶粒度的影响

淬火温度对奥氏体晶粒度的影响见表1。由表1可知,随淬火温度升高,奥氏体晶粒长大,温度低于1070℃时,晶粒长大的倾向较小,当温度高于1070℃时,晶粒长大速度加快。由于天然气熔锌炉淬火加热过程中,未溶碳化物相的数量直接影响奥氏体晶粒尺寸,未溶碳化物数量愈多,奥氏体晶粒尺寸愈小[2]。因此,表1中的数据说明,淬火温度达到1070℃时,原始组织中的碳化物已大部分溶入奥氏体中,从而使阻碍晶界迁移的障碍物大大减少,奥氏体长大速率加快。

淬火温度对硬度和冲击韧性的影响

在680℃和710℃回火时,淬火温度对冲击韧性及硬度的影响见图2。在相同回火温度下,随着淬火天然气烧嘴加热温度升高,硬度连续提高。这是由于随加热温度升高,合金碳化物溶入奥氏体中的数量增加,使奥氏体及随后获得的马氏体的合金化程度提高,从而提高马氏体的抗回火稳定性。

钢的氮化(气体氮化)

概念:氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程,其目的是提高表面硬度和耐磨性,以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。

它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子,被钢吸收后在其表面形成氮化层,同时向心部扩散。

氮化通常利用专门设备或井式渗碳炉来进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴(如镗杆、磨床主轴),高速柴油机曲轴、阀门等。

氮化工件工艺路线:锻造-退火-粗加工-调质-精加工-除应力-粗磨-氮化-精磨或研磨。

由于氮化层薄,并且较脆,因此要求有较高强度的心部组织,所以要先进行调质热处理,获得回火索氏体,提高心部机械性能和氮化层质量。

钢在氮化后,不再需要进行淬天然气熔化炉火便具有很高的表面硬度大于HV850)及耐磨性。氮化处理温度低,变形很小,它与渗碳、感应表面淬火相比,变形小得多

钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程,习惯上碳氮共渗又称作氰化。目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较是广。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和疲劳强度,低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。