渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁,一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物,特别是氮化铝、氮化铬。这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度,因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力,并降低缺口敏感性。与渗碳工艺相比,渗氮温度比较低,因而畸变小,但由于心部硬度较低,渗层也较浅,一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求,换向扭热处理,或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件,前壳体热处理,以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。渗氮有多种方法,常用的是气体渗氮和离子渗氮。
钢铁渗氮的研究始于20世纪初,20年以后获得工业应用。最初的气体渗氮,仅限于含铬、铝的钢,后来才扩大到其他钢种。从70年开始,渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善,适用的材料和工件也日益扩大,成为重要的化学热处理工艺之一。
钢的淬火
钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷>V临),以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。
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退火的一个最主要工艺参数是加热温度(退火温度),板轴热处理,大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础(图1)。各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度,平度热处理,视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一温度。
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