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氮化钢
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{| class="wikitable" align="right" |- | style="background: #FF2400" align= center| '''<big>氮化钢</big>''' |- |<center><img src=https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fi1.ymfile.com%2Fuploads%2Fusers%2F06%2F22%2Fx3_1.1529637549_605_446_499109.png&refer=http%3A%2F%2Fi1.ymfile.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=auto?sec=1658528836&t=f16daaddb0be7b21fb31272a2b7ecc79 width="300"></center> <small>[https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E6%B0%AE%E5%8C%96%E9%92%A2&step_word=&hs=0&pn=1&spn=0&di=7108135681917976577&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=4043769887%2C2302845356&os=2415760024%2C3137531945&simid=3496014233%2C524141886&adpicid=0&lpn=0&ln=1394&fr=&fmq=1655936769991_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined©right=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=https%3A%2F%2Fgimg2.baidu.com%2Fimage_search%2Fsrc%3Dhttp%3A%2F%2Fi1.ymfile.com%2Fuploads%2Fusers%2F06%2F22%2Fx3_1.1529637549_605_446_499109.png%26refer%3Dhttp%3A%2F%2Fi1.ymfile.com%26app%3D2002%26size%3Df9999%2C10000%26q%3Da80%26n%3D0%26g%3D0n%26fmt%3Dauto%3Fsec%3D1658528836%26t%3Df16daaddb0be7b21fb31272a2b7ecc79&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3Fxtgxtwg2_z%26e3B2jg2u7owg2_z%26e3Bv54AzdH3FgjofAzdH3Ffi5o-8na0_z%26e3Bip4s&gsm=2&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&nojc=undefined&dyTabStr=MCw0LDMsMiw2LDEsNSw3LDgsOQ%3D%3D 来自 呢图网 的图片]</small> |- | style="background: #FF2400" align= center| '''<big></big>''' |- | align= light| 名称:氮化钢 作用:硬度、耐磨性 |} '''氮化钢'''传统上把渗氮后不仅能获得高的硬度和疲劳强度的渗氮层, 而且心部具有足够强度和韧度的钢称为渗氮钢。从理论上讲,所有的钢铁材料都能渗氮。不同类型的钢,渗氮后零件具有不同的性能特点。用作渗氮的钢种包括: 结构钢、工具钢、不锈钢、耐热钢。<ref>[https://wenku.baidu.com/view/cad8a7eee009581b6bd9eba1.html 38CrMoAlA是最常用的氮化钢], 百度文库, 2011年12月31日</ref> ==渗氮作用== 渗氮的目的是为了提高结构件、[[工具]]、模具的硬度、耐磨性 以及疲劳寿命,提高工件在腐蚀介质环境的耐蚀性。渗氮钢种的 含碳量包括了从低碳到高碳的范围,它们可以是碳钢也可以是合 金钢。如果用碳钢进行渗氮,形成稳定性不高的Fe4N和Fe2N, 温度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的[[硬度]],并且 其心部也不能具有更高的强度和韧性。为了在表面得到高硬度和 高耐磨性,同时获得强而韧的心部组织,必须向钢中加入一方面 能与氮形成稳定的氮化物,另外,还能强化心部的合金元素,如 Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成稳定的[[化合物]]。其中 Cr、W、Mo、V,还可以改善钢的组织,提高钢的强度和韧性。 ==生产工艺== 渗氮钢一般用顶底复吹转炉或电炉生产。由于含铝的渗氮钢铝含量高,钢液的粘性较大,易于生成硅酸铝夹杂物,铝在钢中分布不均匀而生成点状偏析,影响钢材质量。用作重要零件的含铝渗氮钢,应再加电渣重熔。渗氮钢轧制或锻造后应进行正火处理以改善[[组织]]。有时为了提高切削性能,需进行完全退火或不完全退火。零件粗加工后进行调质处理,之后进行精加工。为了消除调质和精加工所产生的残余应力,可在550~600℃退火。精加工通常只是将零件氮化层最表面的白层(ε相)研磨掉,不再加工。 ==渗氮钢类型== 应当指出,适宜于渗氮的钢很多,为了获得最好的表面层性能和 心部性能,根据不同需要选择不同的钢号。 38CrMoAl钢 38CrMoAl钢是常用的典型渗氮用钢,其中铝与氮有极大的 亲和力,是形成[[氮化物]],提高渗氮层强度、硬度的主要合金元 素。AlN很稳定,到约1000℃的温度在钢中不发生溶解。由于铝 的作用使钢具有良好的渗氮性能,此钢经过渗氮后表面硬度高达 1100~1200HV(相当于67~72HRC)。钢中的铬、钼也能形成氮 化物,提高渗层硬度,还能提高钢的淬透性和回火稳定性,消除 因含铝造成的晶粒粗大,提高钢的强度和韧度。此外,钼还有消 除钢的回火脆性的作用。 38CrMoAlA钢 38CrMoAlA钢的淬透性并不高,油淬时其临界直径为30mm 左右。厚度在50mm以下的,可采用油淬; 厚度超过50mm的, 多采用水淬油冷。38CrMoAlA钢的脱碳倾向较严重,若表面脱碳 层没有除尽,渗氮时易在渗氮层表面形成一种针状氮化物,不仅 使渗氮层硬度降低,也使渗氮层变脆。含铝高的钢,钢液黏性 大,冶金质量难控制,钢材易出现偏析、夹杂、发纹、[[岩石]]状断 口及层状组织等缺陷。38CrMoAlA钢的化学成分及热加工规范见 表8-5。 ==合金结构钢== 当合金结构钢采用与氮亲和力很强的铝、钛、铌、钒、铬、钼和钨等[[元素]]进行合金化时,钢的氮化处理效果增大。通常采用的渗氮钢是中碳铬钼铝钢,38CrMoAl就是成熟的牌号之一。渗氮可采用气体、盐浴或颗粒的渗氮剂,通常在500~590℃之间进行氮化处理,使钢材表面富集氮,生成氮化物,改变钢表层的组织结构,产生HV700~1200的高硬度表层,达到提高钢材在静载荷和交变应力作用下的强度性能、耐磨性能和耐腐蚀性能。纯铁、[[碳素钢]]及含镍、钴的合金结构钢,通常是不适合作渗氮基体钢的。 ==合金元素作用== (1)提高氮化工艺性能。铝、钛、铌、钒、铬、钼、钨等是形成氮化物[[元素]]。它们在α相中形成超显微的氮化物颗粒,对α相起弥散硬化作用,形成的氮化物越强,则弥散硬化作用越大。这些元素中铝、钛、铌、钒最有效,铬、钼等次之。如果表面硬度需要在HV900以上,采用强氮化物形成元素铝或钒等的钢种;若表面[[硬度]]不需要超过HV900,可以采用含铬钼、钨的钢种。 (2)使钢具有足够的淬透性。钢在渗氮后表面形成的高硬度[[氮化层]],既薄(一般为0.4~0.7mm)又脆,需要有一个强度高的内层来支持,同时,为了获得零件所要求的强而韧的综合力学性能,所以在渗氮前对钢进行淬火、高温回火调质处理,因此,就必须要求钢有足够的淬透性。锰、铬、钼、镍等都是提高淬透性的有效元素。钒、钛、铌等元素能辅助增大淬透性。 (3)使钢在渗氮过程中不软化。铬、钼、钒是使钢在500~590℃长期保温保持[[强度]]的有效元素。往'''氮化钢'''中加钼,可以防止或减弱钢发生回火脆性。含铝钢中的镍形成Ni3Al,在渗氮过程中时效强化心部。 == 参考来源 == <center> {{#iDisplay:i0703mxw6b2|480|270|qq}} <center>氮化物炼钢添加剂进入全国钢铁领域</center> </center> == 参考资料 == [[Category: 990 遊藝及休閒活動總論]]
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