不銹鋼滲氮的目的是提高表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能。各種類型的不銹鋼原則上都可進行滲氮處理。
將工(gong)(gong)件放在含有活性(xing)氮的(de)氣(qi)氛中,在一定的(de)溫(wen)度和壓(ya)力下使氨原(yuan)子滲入工(gong)(gong)件表面(mian)并向內(nei)擴(kuo)散,在工(gong)(gong)件表面(mian)一定深度形成具有較(jiao)高硬度的(de)氮化層,這(zhe)個工(gong)(gong)藝過程叫滲氮。
氮化層的組織,可(ke)根據鐵(tie)-氮平衡圖(tu)(tu)來(lai)確定。見圖(tu)(tu)7-1。從圖(tu)(tu)可(ke)見,隨(sui)鐵(tie)中的含氮量不(bu)同,鐵(tie)與氮可(ke)形成α、y、γ'、ε、ξ相。
α相是含(han)(han)氮(dan)(dan)鐵(tie)素體(ti),在(zai)(zai)滲氮(dan)(dan)初期(qi)形成,α相在(zai)(zai)室溫含(han)(han)氮(dan)(dan)量只有(you)0.004%,在(zai)(zai)590℃時最大含(han)(han)氨(an)(an)量為0.11%.滲氮(dan)(dan)開(kai)始階(jie)段,表層的(de)(de)(de)x未被氮(dan)(dan)所飽(bao)和(he),隨(sui)著氨(an)(an)的(de)(de)(de)不斷滲人,使α達到飽(bao)和(he)的(de)(de)(de)含(han)(han)氨(an)(an)量。氮(dan)(dan)繼續向(xiang)工件內部擴散,a達到氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)過飽(bao)和(he)狀態。
γ相是含(han)(han)氮(dan)奧氏體(ti),只(zhi)存在(zai)于共析(xi)溫(wen)度(約(yue)591℃)以上,硬度約(yue)為(wei)160HV,在(zai)共析(xi)溫(wen)度,含(han)(han)氮(dan)量(liang)約(yue)為(wei)2.35%,最大(da)含(han)(han)氨量(liang)可(ke)達(da)到2.89%(約(yue)650℃).γ相在(zai)共析(xi)分解時(shi)的產物為(wei)a +γ 。
γ' 相是一種固溶體(Fe4N),是在滲氮過程中,當α相處于氨的過飽和狀態時發生的轉變產物,硬度大于550HV。γ' 相脆性不大。
ε相是近于Fe3N和Fe2N之間的一種固溶體,有的稱為Fe3N。ε相是在滲氨時,當γ相達到氮的過飽和狀態時形成的。ε相脆性稍大,硬度約為260HV。
ξ相是Fe2N固溶體,其含氮量比ε相更高,脆性更大。在顯微鏡下不易與ε相區分,所以,也有將其歸于ε相的。
在不銹鋼滲氮組織中,除Fe4N、Fe3N、Fe2N外,還存在合金氮化物。
表7-1是常(chang)見不銹鋼中可能(neng)存在(zai)的氮化(hua)物及其結構和基本特性