金属表面渗氮

金属表面渗氮是引进法国H、E、F专利舍舍夫和阿可技术。

该技术是引进法国H、E、F专利舍舍夫和阿可技术。舍舍夫(SURSULF)技术特点是针对盐浴中活性硫原子浓度维持在一个恒定的水平，化合层的致密度与硬度仅取决于被处理钢材中碳元素和其他合金元素的含量。经处理随着钢材中碳元素与其他合金元素含量的提高，扩散层的硬度梯度越陡；扩散层的深度变小。为了应用于需要较高的耐腐蚀性的场合，阿可(ARCOR)处理工艺可作为舍舍夫处理工艺的补充。是一种在盐浴炉中进行的热化学扩散与钝化以及精密处理相结合的处理工艺。在工件表面生成具有极高耐摩擦性、抗咬合性、耐磨损性、防腐蚀性以及较高疲劳强度的表面层。适用于任何需要解决耐摩擦、抗咬合、耐磨损以及防腐蚀性能等问题是的工件，是低价位的理想处理工艺。2100433B

应当指出，适宜于渗氮的钢很多，为了获得最好的表面层性能和 心部性能，根据不同需要选择不同的钢号，常用渗氮钢的性能及 用途见表1。

38CrMoAl钢

38CrMoAl钢是常用的典型渗氮用钢，其中铝与氮有极大的 亲和力，是形成氮化物，提高渗氮层强度、硬度的主要合金元 素。AlN很稳定，到约1000℃的温度在钢中不发生溶解。由于铝 的作用使钢具有良好的渗氮性能，此钢经过渗氮后表面硬度高达 1100～1200HV（相当于67～72HRC）。钢中的铬、钼也能形成氮 化物，提高渗层硬度，还能提高钢的淬透性和回火稳定性，消除 因含铝造成的晶粒粗大，提高钢的强度和韧度。此外，钼还有消 除钢的回火脆性的作用。

38CrMoAlA钢

38CrMoAlA钢的淬透性并不高，油淬时其临界直径为30mm 左右。厚度在50mm以下的，可采用油淬; 厚度超过50mm的， 多采用水淬油冷。38CrMoAlA钢的脱碳倾向较严重，若表面脱碳 层没有除尽，渗氮时易在渗氮层表面形成一种针状氮化物，不仅 使渗氮层硬度降低，也使渗氮层变脆。含铝高的钢，钢液黏性 大，冶金质量难控制，钢材易出现偏析、夹杂、发纹、岩石状断 口及层状组织等缺陷。38CrMoAlA钢的化学成分及热加工规范见 表8-5。

渗氮的目的是为了提高结构件、工具、模具的硬度、耐磨性 以及疲劳寿命，提高工件在腐蚀介质环境的耐蚀性。渗氮钢种的 含碳量包括了从低碳到高碳的范围，它们可以是碳钢也可以是合 金钢。如果用碳钢进行渗氮，形成稳定性不高的Fe₄N和Fe₂N， 温度稍高，就容易聚集粗化，表面不可能得到更高的硬度，并且 其心部也不能具有更高的强度和韧性。为了在表面得到高硬度和 高耐磨性，同时获得强而韧的心部组织，必须向钢中加入一方面 能与氮形成稳定的氮化物，另外，还能强化心部的合金元素，如 Al、Ti、V、W、Mo、Cr等，均能和氮形成稳定的化合物。其中 Cr、W、Mo、V，还可以改善钢的组织，提高钢的强度和韧性。