金屬熱處理加工中溫氣體碳氮共滲

還具有碳氮共滲在工件表面、爐壁和發熱體上不析出碳黑等特點。下面我們就來具體介紹一下金屬熱處理加工中溫氣體碳氮共滲工藝。

1、共滲介質

現在生產中常見的共滲介質有兩類。

(1)一種含有2%—10%氨氣的滲碳氣體。

(2)含碳氮的有機液體。

2、共滲溫度及時間

中溫氣體碳氮共滲工件的使用狀態和滲碳淬火相近，一般都是共滲后直接淬火。因此，盡管氮的滲入能降低臨界點，但考慮心部強度，一般共滲溫度仍選在該種鋼的Ac3點以上，接近于點Ac3的溫度。但溫度過高，滲層中氮含量急劇降低，其滲層與滲碳相近，且溫度提高，工件變形增大，因此失去碳氮共滲的意義。根據鋼種及使用性能一般碳氮共滲溫度為820—880℃。

3、碳氮共滲后的熱處理

碳氮共滲比滲碳溫度低，一般共滲后都采用直接淬火。因為氮的滲入，使過冷奧氏體穩定性提高，故可采用冷卻能力較弱的淬火介質，但應考慮心部材料的淬透性。碳氮共滲后采用低溫回火。

4、碳氮共滲層的組織與性能

碳氮共滲層的組織取決于共滲層中碳、氮濃度，鋼種及共滲溫度。

一般中溫碳氮共滲層淬火組織，表面為馬氏體基底上彌散分布的碳氮化合物，向里為馬氏體加殘余奧氏體，殘余奧氏體量較多，馬氏體為高碳馬氏體，再往里殘余奧氏體量減少，馬氏體也逐漸由高碳馬氏體過渡到低碳馬氏體。

共滲層中碳氮含量強烈地影響了滲層組織。碳氮含量過高時，滲層表面會出現密集粗大條塊狀碳氮化合物，使滲層變脆。如果出現空洞，一般都是由于滲層中含氮量過高，在碳氮共滲過程時間較長時，由于碳濃度增高，發生氮化物分解及脫氮過程，原子氮變成分子氮而形成空洞。

滲層中含氮量過低，使滲層過冷奧氏體穩定性降低，淬火后在滲層中會出現屈氏體網，因此，滲層氮的質量分數不應低于0.1%。一般認為中溫碳氮共滲層氮的質量分數以0.3%—0.5%為宜。滲層中碳氮含量不同，組織不同，直接影響碳氮共滲層性能。