滲碳與滲氮洪业，一般是指鋼的表面化學(xué)熱處理。

滲碳

滲碳必須用低碳鋼或低碳合金鋼，可分為固體雌澄、液體、氣體滲碳三種杯瞻。應(yīng)用較廣泛的氣體滲碳略雪，加熱溫度900-950℃。滲碳深度主要取決于保溫時(shí)間渴肿，一般按每小時(shí)0.2-0.25毫米估算摩赎。表面含碳量可達(dá)百分之0.85-1.05。滲碳后必須熱處理肥爵，常用淬火后低溫回火隘唁，得到表面高硬度、心部高韌性的耐磨抗沖擊零件拴挫。

鋼的滲碳默峦，就是將低碳鋼在富碳的介質(zhì)中加熱到高溫(一般為900-950℃)，使活性碳原子滲入鋼的表面揩榴，以獲得高碳的滲層組織袱类。隨后經(jīng)淬火和低溫回火，使表面具有高硬度柱爵、耐磨性及疲勞抗力趣匪，而心部仍保持足夠的強(qiáng)度和韌性。

滲氮

應(yīng)用最廣泛的氣體滲氮晒来，加熱溫度500-600攝氏度钞诡。氮原子與鋼的表面中的鋁、鉻湃崩、鉬形成氮化物荧降，一般深度為0.1-0.6毫米，氮化層不用淬火即可得到很高的硬度攒读，這種性能可維持到600-650攝氏度朵诫。工件變形小，可防止水蒸氣薄扁、堿性溶液的腐蝕剪返，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高邓梅，氮化層薄而脆脱盲，不宜承受集中的重載荷邑滨。主要用來(lái)處理重要和復(fù)雜的精密零件。

涂層钱反、鍍膜是物理的方法掖看，而“滲”是化學(xué)變化，本質(zhì)不同冷泵。

一.滲碳鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)

(1)滲碳鋼的含碳量

一般都在0.15-0.25%范圍內(nèi)敌夜。對(duì)于重載的滲碳體，可以提高到0.25-0.30%塞这，以使心部在淬火及低溫回火后仍具有足夠的塑性和韌性。但含碳量不能太低奖冻，否則窜鳍，就不能保證一定的強(qiáng)度。

(2)合金元素在滲碳鋼中的作用

提高淬透性癞糙、細(xì)化晶粒稻嘱、強(qiáng)化固溶體，影響滲層中的含碳量伦朵、滲層厚度及組織罢令。在滲碳鋼中通常加入的合金元素有錳、鉻暑赏、鎳媒埃、鉬、鎢贼穆、釩题山、硼等。

常用滲碳鋼可以分碳素滲碳鋼和合金滲碳鋼兩大類(lèi)故痊。

2.1碳素滲碳鋼

用得最多的是15和20鋼顶瞳，它們經(jīng)滲碳和熱處理后，表面硬度可達(dá)56-62HRC愕秫。但由于淬透性較低慨菱，只適用于心部強(qiáng)度要求不高、受力小戴甩、承受磨損的小型零件符喝，如軸套、鏈條等等恐。

2.2低合金滲碳鋼

如20Cr洲劣、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等课蔬，其滲透性和心部強(qiáng)度均較碳素滲碳鋼高囱稽，可用于制造一般機(jī)械中的較為重要的滲碳件郊尝，如汽車(chē)、拖拉機(jī)中的齒輪卡围、活塞銷(xiāo)等艺扑。

2.3中合金滲碳鋼

如20Cr2Ni4、18Cr2N4W外秋、15Si3MoWV等米法，由于具有很高的淬透性和較高的強(qiáng)度及韌性，主要用以制造截面較大奈株、承載較重短户、受力復(fù)雜的零件，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的齒輪稿焚、軸等唇锡。

固體滲碳、液體滲碳用动、氣體滲碳矗绅，滲碳溫度為900-950℃，表面層(碳)為0.8-1.2%征蜻，層深為0.5-2.0mm叼枝。

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二.滲碳后的熱處理

滲碳工件實(shí)際上應(yīng)看作是一種表面與中心含量相差懸殊的復(fù)合材料。滲碳只能改變工件表面的含碳量唉锌，而其表面以及心部的最終強(qiáng)化隅肥，則必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚聿拍軐?shí)現(xiàn)。滲碳后的工件均需進(jìn)行淬火和低溫回火袄简。

淬火的目的是武福，使在表面形成高碳馬氏體或高碳馬氏體和細(xì)粒狀碳化物組織。低溫回火溫度為150-200℃痘番。

三.滲碳零件注意事項(xiàng)

(1)滲碳前的預(yù)處理正火捉片，目的是改善材料原始組織、減少帶狀汞舱、消除魏氏組織伍纫，使表面粗糙度變細(xì)，消除材料流線不合理狀態(tài)昂芜。正火工藝:用860-980℃空冷莹规、179-217HBS。

(2)滲碳后需進(jìn)行機(jī)械加工的工件泌神，硬度不應(yīng)高于30HRC良漱。

(3)對(duì)于有薄壁溝槽的滲碳淬火零件，薄壁溝槽處不能先于滲碳之前加工棠裹。

(4)不得用鍍鋅的方法防滲碳忆和。

四.防止?jié)B碳方法

(1)加大余量法数壤。在不需要滲碳的部位預(yù)先留出一定的加工余量，其留量比滲碳層深度大一倍以上龟聊。滲碳后趣闻，先車(chē)去滲碳層再轉(zhuǎn)淬火。

(2)鍍銅法暑吹。在不需滲碳的部位電鍍一層0.02-0.04mm的銅存学，銅層要致密，不得暴露原金屬凄跑。

(3)涂料法优生。在不需滲碳的部位涂上防滲涂料。

(4)工裝法炭刺。自制專(zhuān)用工裝疫遵，把不需滲碳的部位封閉密封。

五.鋼的滲氮(強(qiáng)化滲氮和抗蝕滲氮)

使氮原子滲入鋼的表面算行，形成富氮硬化層的一種化學(xué)熱處理工藝。

與滲碳相比苫耸，滲氮處理后的零件具有高硬度和耐磨性州邢、高疲勞強(qiáng)度、較高抗咬合褪子、較高抗蝕性量淌。滲氮過(guò)程在鋼的相變溫度以下(450-600℃)進(jìn)行，因而變形小嫌褪，體積稍有脹大呀枢。缺點(diǎn)是周期長(zhǎng)(一般氣體滲氮工藝的滲氮時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)10h到100h)、成本高笼痛、滲層薄(一般為0.5mm左右)而脆裙秋，不能承受太大的接觸應(yīng)力和沖擊載荷。

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六.滲氮用鋼

從理論上講缨伊，所有的鋼鐵材料都能滲氮摘刑。但我們只將那些適用可滲氮處理并能獲得滿意效果的鋼才稱為滲氮用鋼。凡含有Cr刻坊、Mo枷恕、V、Ti易祖、Al等元素的低遵艰、中碳合金結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼悍写、不銹鋼(不銹鋼滲氮前需去除工件表面的鈍化膜电摔，對(duì)不銹鋼垛岛、耐熱鋼可直接用離子氮化方法處理)、球墨鑄鐵等均可進(jìn)行滲氮辱闺。

滲氮后的零件雖然具有高硬度翠笛、高耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度，但只是表面很薄的一層(鉻鉬鋁鋼于500-540℃狈榛，經(jīng)35-65h滲氮層深只達(dá)0.3-0.65mm)桦徘。必須有強(qiáng)而韌的心部組織作為滲氮層的堅(jiān)實(shí)基底，才能發(fā)揮滲氮的最大作用纽他。

總的來(lái)看橄文，大部分滲氮零件是在有摩擦和復(fù)雜的動(dòng)載荷條件下工作的，不論表面和心部的性能都要求很高像捶。

如果用碳鋼進(jìn)行滲氮上陕，形成的Fe4N和Fe2N較不穩(wěn)定。溫度稍高拓春，就容易聚集粗化释簿，表面不可能得到更高的硬度，并且硼莽，其心部也不能具有更高的強(qiáng)度和韌性庶溶。為了在表面得到高硬度和高耐磨性，同時(shí)獲得強(qiáng)而韌的心部組織懂鸵，必須向鋼中加入一方面能與氮形成穩(wěn)定氮化物偏螺，另外還能強(qiáng)化心部的合金元素，如Al匆光、Ti套像、V、W终息、Mo夺巩、Cr等，均能和氮形成穩(wěn)定的化合物艺滑，其中咳衣，Cr、W服移、Mo故碱、V還可以改善鋼的組織，提高鋼的強(qiáng)度和韌性驶恨。

目前炎殃，專(zhuān)門(mén)用于滲氮的鋼種是38CrMoAlA，其中道婚，鋁與氮有極大的親和力件牧，是形成氮化物提高滲氮層強(qiáng)度的主要合金元素仪但。AlN很穩(wěn)定，到約1000℃的溫度在鋼中不發(fā)生溶解侮压。由于鋁的作用使鋼具有良好的滲氮性能呀净，此鋼經(jīng)過(guò)滲氮，表面硬度高達(dá)1100-1200HV(相當(dāng)67-72HRC)蠕膀。38CrMoAlA鋼脫碳傾向嚴(yán)重好猪，各道工序必須留有較大的加工余量。

對(duì)高硬度社露、高耐磨性要求的氮化件挟阻，不宜選用碳鋼和一般合金鋼。對(duì)以提高抗蝕性能為主的氮化件峭弟，可選用碳鋼和一般合金鋼附鸽。

七.滲氮零件注意事項(xiàng)

(1)滲氮前的預(yù)備熱處理調(diào)質(zhì)。滲氮工件在滲氮前瞒瘸，應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理坷备，以獲得回火索氏體組織。調(diào)質(zhì)處理回火溫度一般高于滲氮溫度情臭。

(2)滲氮前的預(yù)備熱處理去應(yīng)力處理省撑。滲氮前，應(yīng)盡量消除機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力谎柄，以穩(wěn)定零件尺寸。消除應(yīng)力的溫度均應(yīng)低于回火溫度惯雳，保溫時(shí)間比回火時(shí)間要長(zhǎng)些朝巫，再緩慢冷卻到室溫。斷面尺寸較大的零件不宜用正火曾罕。工模具鋼必須采用淬火回火蒙亦，不得用退火。

(3)滲氮零件的表面粗糙度Ra應(yīng)小于1.6um礼文，表面不得有拉毛离饺、碰傷及生銹等缺陷。不能及時(shí)處理的零件繁惦，須涂油保護(hù)疼尺，以免生銹。吊裝入爐時(shí)越匕，再用清潔汽油擦凈氛侨，以保證清潔度。

(4)含有尖角和銳邊的工件煎敢，不宜進(jìn)行氮化處理汞潦。

(5)局部不氮化部位的保護(hù)殿恤，不宜用留加工余量的方法。

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