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钢材热处理10问10答

1

气体氮化与离子氮化,对性能的影响?哪种更好?



答:气体氮化可以获得较深渗层及高硬度的氮化物。并且适用各种形状的氮化零件;特别重载荷零部件,离子氮化针对轻载荷高转速零部件。


2

气体氮化白亮层断续好还是连续好?对性能有何影响?


答:当机械零件表面具有完整而致密的、连续的氮化白亮层覆盖时,具有较强的抗大气和水腐蚀性能,以及具有较低的摩擦系数和较高的抗固着磨损特性,可以形成均匀的硬度和耐磨性能,并且增强了零部件的疲劳强度;断续的性能则要差。


3

常规气体氮化用于调质状态中低碳合金钢,现在许多用高碳钢。比如轴承钢、高碳合金钢与中低碳合金钢有何不同?


答:高碳钢中的碳化物阻碍了氮化物的形成,碳化物和氮化物之间连接界面增多,从而影响了氮化效果。但对轴承而言,经氮化加淬火回火后形成含氮马氏体,具有高硬度、高耐磨性、高抗疲劳性能。


4


气体氮化与离子氮化对白亮层影响哪一种更好?如何控制?


答:气体氮化和离子氮化拥有各自的优势,不好说那种工艺更好,只能说应用于具体场合时更适合。

   气体氮化的优势主要在于装炉方式简单,对于零件尺寸形状要求小,可实现整体渗氮,容易实现白亮层渗氮,更容易实现大小件混装等优势。

离子氮化的优势主要有浅层渗速快、环保、无污染、变形小、节能。渗氮组织容易控制,可实现局部渗氮,气体消耗是气体渗氮的5%,不使用氨气,更容易实现不锈钢的渗氮等优势。

白亮层的控制有两方面:

  1. 白亮层厚度,厚度取决于零件的服役条件,也受钢牌号和相结构的限制,最常见的要求是525μm范围内选择。

  2. 白亮层的相结构与脆性直接关联,获得性能较好的白亮层应当以单相ε或单相γ组织为上等,而不是现在大都是那种εγ双相组织。

         氮化技术的核心在于控制白亮层厚度和相结构,控制氮化工艺技术的基本概念为(1)临界氮势(2)氮势门槛值。

    氮化白亮层的控制核心为:白亮层厚度、相结构及表面状态。




5

氮化处理白亮层与脉状组织,哪一种更重要?如何获得?白亮层与脉状组织对机械性能有何影响?


答:脉状组织是在氮化过程中扩散而形成的组织结构。根据技术标准规定:脉状组织1~3级为合格组织,如果出现半网络及网络状均为不合格。同时,白亮层组织脆性的评定,技术标准也有明确的规定。生产中应尽量避免出现白亮层与脉状组织的出现。因为它们会导致氮化层脆性增加,耐磨性和疲劳强度下降,以及表面剥落缺陷、凹坑等。




6

渗碳件如轴件,一般渗碳淬火变长,但有时变短,为什么?


答:淬火冷却的不同时性造成的变短。一方面,由于零件从高温A状态快速冷却为淬火M,冷却时内外存在温差,即外表先冷体积收缩,内部温度高、塑性好、一起收缩;另一方面,A密度高、M密度低。也就是说,零件在转变为M时,体积会膨胀。两者共同作用的结果,就使零件变短。




7


渗碳处理一般渗碳层有明显碳化物和无明显碳化物,对机械性能影响更好?为什么?


、按照一般的渗碳浓度要求含碳量必须≧1.00。因此,明显的游离状碳化物存在是必然的、合理的。2、出现明显的少量碳化物呈颗粒及小块状均匀分体在组织结构中可以显著提高渗碳零件表面硬度和耐磨性。





8

淬火能够提高硬度。以轴承钢为例说明,淬火硬度提高,为什么?硬度提高原理?如何提高硬度时提高耐磨性?


答:正常的淬火工艺可以获得极细小针状马氏体及隐针状马氏体加弥散分布的均匀颗粒状碳化物,这是一个具有高硬度、高耐磨性的组织结构,一般情况下、防止脱碳及氧化,可以提高硬度及耐磨性。





9


以轴承钢为例,如何实际控温、控冷而获得均匀细片珠光体?在轴承钢C曲线上表注一下。



答:选择合适的加热温度和恰当的正火冷却速度可获得均匀细片状珠光体,也可以作等温正火。附C曲线图如下:


10

以轴承钢为例,如何获得更好疲劳寿命?


以轴承钢为例,如何获得更好疲劳寿命?



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