滲氮鋼
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滲氮鋼(Nitriding steel)或氮化鋼(Nitridable steel)屬於調質鋼,是一種專門為滲氮零件設計、冶煉、加工的特殊鋼材,通常含有Al、Cr、Mo、V、Ti等合金元素,因為它們很容易與氮形成顆粒細小、分布均勻、硬度很高而且穩定的各種氮化物,典型代表為38CrMoAl9。廣義上說,凡是適宜於滲氮的鋼都可以算作氮化鋼。
氮化處理後的零件能獲得極高的表面硬度、良好的耐磨性、高的疲勞強度和較低的缺口敏感性、一定的抗腐蝕能力、高的熱穩定性,氮化處理用於處理某些在較高溫度工作的耐磨零件或精密零件,如內燃機曲軸、汽缸套和汽閥、鏜床的主軸和主軸套、精密齒輪和精密工具機絲杆等。[1]
工藝
鋼材氮化前需進行調質處理,保證足夠的淬透性。鉻、錳、鉬等合金元素可以提高淬透性,鉬和釩能讓鋼長時間加熱(500~580℃)後仍能保證強度。鉬還能減輕高溫回火脆性。氮化時,氮原子與合金元素結合形成氮化物,呈細小顆粒,使氮化層硬度提高。[2]
滲氮零件的表面粗糙度Ra應小於1.6μm,表面不得有拉毛、碰傷及生鏽等缺陷。不能及時處理的零件須塗油保護,以免生鏽。吊裝入爐時再用清潔汽油擦淨以保證清潔度。含有尖角和銳邊的工件,不宜進行氮化處理。
特點
滲氮後不需再進行淬火便可達到高的表面硬度(1200HV)和耐磨性。與滲碳鋼相比,滲氮後零件雖然具有高硬度、高耐磨性和高的疲勞強度,但只是表面很薄的一層(鉻鉬鋁鋼於500-540℃經35-65h滲氮層深只達0.3-0.65mm) 。必須有強而韌的心部組織作為滲氮層的堅實基底,才能發揮滲氮的最大作用。滲碳鋼不能滿足高尺寸精度的要求,這類零件常常採用氮化鋼經滲氮處理。
滲氮工藝但比滲碳生產周期長,生產率低,成本高,氮化層薄,因此主要用於耐磨性和精度均要求很高的傳動件,或要求耐熱、耐磨及耐蝕的零件,如高精度工具機絲槓、鏜床和磨床主軸等。[3]
參見
參考文獻
- ^ 蒲永峰; 梁耀能. 机械工程材料. 清華大學出版社. : 99. ISBN 9787810825788.
- ^ 房雙強; 陳茂濤. 渗氮技术与渗氮钢应用综述. 材料導報:納米與新材料專輯. 2014, (1): 392–395.
- ^ 賈宗太. 机械基础. Beijing Book. 2015. ISBN 9787516506639.
延伸閱讀
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