不銹鋼滲(shen)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。
將工件(jian)放在(zai)含有活性氮(dan)(dan)的(de)氣氛中,在(zai)一定的(de)溫(wen)度(du)和壓力下使(shi)氨原子滲入工件(jian)表面(mian)并向內(nei)擴散,在(zai)工件(jian)表面(mian)一定深度(du)形成具有較高硬度(du)的(de)氮(dan)(dan)化層,這個(ge)工藝過程叫滲氮(dan)(dan)。
氮(dan)(dan)化層(ceng)的(de)組織(zhi),可(ke)根據鐵(tie)-氮(dan)(dan)平衡(heng)圖(tu)來確(que)定。見圖(tu)7-1。從圖(tu)可(ke)見,隨鐵(tie)中的(de)含氮(dan)(dan)量不(bu)同,鐵(tie)與氮(dan)(dan)可(ke)形成α、y、γ'、ε、ξ相。
α相(xiang)是含氮(dan)鐵素體,在(zai)滲(shen)(shen)氮(dan)初期(qi)形成,α相(xiang)在(zai)室溫含氮(dan)量只(zhi)有0.004%,在(zai)590℃時(shi)最大含氨(an)量為0.11%.滲(shen)(shen)氮(dan)開始階段,表(biao)層的(de)(de)x未被氮(dan)所飽和(he),隨著氨(an)的(de)(de)不(bu)斷滲(shen)(shen)人(ren),使(shi)α達(da)到飽和(he)的(de)(de)含氨(an)量。氮(dan)繼續向工件(jian)內(nei)部擴散,a達(da)到氮(dan)的(de)(de)過飽和(he)狀態。
γ相(xiang)是含(han)氮奧氏體,只(zhi)存(cun)在(zai)于共(gong)(gong)析(xi)溫度(約591℃)以上,硬度約為(wei)160HV,在(zai)共(gong)(gong)析(xi)溫度,含(han)氮量約為(wei)2.35%,最大(da)含(han)氨量可(ke)達(da)到2.89%(約650℃).γ相(xiang)在(zai)共(gong)(gong)析(xi)分解時的產物為(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是常見(jian)不(bu)銹鋼中可能存在的氮化物及其結構和基本特性(xing)