氮碳共滲案例展示
更新時(shí)間：2022-08-26 關(guān)注：1589
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- 應(yīng)用產(chǎn)品：氮碳共滲
在工件表面同時(shí)滲入氮、碳元素的工藝過程，稱為氮碳共滲。該工藝可在氣體、液體、固體等多種介質(zhì)中進(jìn)行。
氮碳共滲是在液體滲氮基體上發(fā)展起來，所用鹽浴是劇毒的氰鹽。為了提高鹽浴活性，促使?jié)B氮和滲碳過程加速，通入空氣或氧氣，即產(chǎn)生氧化過程加大氮和碳原子的活性。由于氰鹽引起嚴(yán)重公害，又發(fā)展為加尿素為主要成分的氮碳共滲，雖然不用劇毒氰鹽，但鹽浴仍有氰酸根，且使用過程鹽浴成分不穩(wěn)定，因而液體氮碳共滲工藝的應(yīng)用受到限。氣體氮碳共滲工藝由于其處理溫度低（一般500－600℃），以滲氮為主、滲碳為輔，同時(shí)滲后的性能比單一滲氮或滲碳更理想，因而使用較廣泛。
滲氮或氮碳共滲改變組織狀態(tài)，因而也改變鋼鐵材料在靜載荷和交變應(yīng)力下的強(qiáng)度性能、摩擦性、成形性及腐蝕性。當(dāng)處理溫度低于600℃時(shí)，就不會(huì)象奧氏體淬火那樣發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，以致可以以任意速度進(jìn)行冷卻，而不出現(xiàn)馬氏體。與淬火相比較，滲氮件和工具的尺寸和形狀變化是微小的。因而可簡化或完全取消后加工處理，此外，能量消耗比其他熱處理稍小。在所有工業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用滲氮或氮碳共滲提高強(qiáng)度、抗磨損和抗腐蝕性能，已在技術(shù)上獲得廣泛應(yīng)用。
氣體氮碳共滲法根據(jù)使用化學(xué)介質(zhì)與工藝方法特點(diǎn)有
混合氣體氮碳共滲法——使用吸熱型（RX）氣體與氨氣或放熱型（DX）與氨氣；
尿素?zé)岱纸獾脊矟B法；
含碳和氮有機(jī)溶劑滴入法——使用三乙醇胺（或甲酰胺、或乙二胺）；
含氧氣氛的氣體氮碳共滲法。
氮碳共滲組織由化合物層和擴(kuò)散層組成。一般，化合物層厚度約2～25μm。
1．化合物層
氮碳共滲層外層在硝酸酒精腐蝕以后發(fā)亮，幾乎看不出組織。其組成相將隨鋼種而變。
碳鋼中化合物層是由Fe2~3N、FexCyNz、Fe4N和Fe3C相組成，而合金鋼中化合物層是含Cr、Mo、AI等氮化物和合金氮碳化合物組成。
2．?dāng)U散層
連接在化合物層下的是氮碳共滲層的其余部分，大多呈界限清晰的明顯過渡形式，其組成也隨鋼種而變
碳鋼中擴(kuò)散層是由α-Fe、Fe4N、Fe3(CN)組成，而合金鋼除α-Fe、Fe4N外，還由合金氮化物（如AlN、CrN、MoN等）與(FeMe)3(N、C)組成。
3.性能
間隙進(jìn)入晶格的氮和化合生成氮化物及氮碳化臺(tái)物的氮有提高硬度的作用。形成氮化物的合金元素含量越多、硬度增加越高。同時(shí)硬度隨由外向內(nèi)不斷降低的氮含量而變化。
碳鋼化合物層的硬度約為HV700～900，而合金鋼約HV1000～1500。
氮碳共滲層有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度，但斷面收縮率、延伸率及沖擊韌性明顯降低。這表明表層起脆性作用。
