5mm厚的Q195冲压件，渗氮深度处理，渗氮深度层深度多少，硬度能达到多少？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-05-23 05:44 标签： 渗氮层深度

内容提示：渗氮深度层、淬硬层、有效硬化层的硬度和厚度测试简介

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问问坛子里的大牛们渗氮深度件的氮化层检测怎么回事，网上找了个标准GBT 11354 是氮化层检测标准问题是里面的硬度法很模糊。这个“基体硬度值”搞不懂我还不知道氮囮层深度尼，怎么取3倍氮化层深度处硬度值这不就是先有蛋还是先有鸡的问题了吗，我要测氮化层深度先让我测氮化层深度3倍处硬度。。哪位大牛帮忙解个惑啊感谢！！！

本帖最后由 孤鸿踏雪 于 18:59 编辑     你的硬度750~900HV其测试硬度的试验力是多少？560°C共渗18小时共渗层深度0.40~0.50mm？这个检测结果可靠吗你这个工艺效果有稳定性、重现性吗？

单位：中国航发常州兰翔机械有限责任公司

来源：《金属加工（热加工）》杂志

不锈钢1Crl1Ni2W2MoV是12％铬型马氏体热强不锈钢由于该钢的室温强度、持久强度均较高，并有良好的韌性、抗氧化性和耐蚀性使其在航空工业中得到广泛应用。某一轴承零件所用材料为1Cr11Ni2W2MoV为了提高零件的强度和耐磨性能，需要在零件表媔进行渗氮深度强化处理设计要求渗氮深度层深度大于0.20mm，硬度大于600HV由于采用离子氮化的渗层深度达不到要求，现采用气体氮化进行渗氮深度

不锈钢1Cr11Ni2W2MoV含有大量的Cr和Ni，遇到空气表面容易形成一层致密的氧化膜（CrO3、NiO），也叫钝化膜阻碍氮离子的渗入。对于气体氮化来讲去除不锈钢表面的钝化膜是决定氮化成功的关键一步。生产中一般采用化学法在渗氮深度箱中撒入无水氯化铵在加热过程中，由氯化銨分解出来的氯化氢将工件表面的氧化膜还原氯化铵的用量对氮化层表面硬度和深度影响较大，用量过多工件表面产生麻点，腐蚀氮囮罐阻塞管路，用量过少去除钝化膜效果不好，氮化层会减薄且不均匀还有一种去除钝化膜的方法就是机械法进行干吹砂，通过吹砂去除不锈钢表面的钝化膜可以起到很好效果。本次工艺试验以吹砂代替氯化铵去除1Crl1Ni2W2MoV不锈钢表面钝化膜同时摸索该种材料的氮化工艺。

材料预备热处理采用淬火：1000℃×1h油冷；高温回火：680℃×2h空冷

吹砂工艺：使用100～200目的石英砂、压缩空气压力0.3～0.5MPa对渗氮深度表面进行干吹砂，吹砂后的零件严禁赤手拿取且应尽快装箱氮化，间隔时间不应超过2h

试验中采用井式氮化炉，炉温均匀性达到±5℃炉内设有气氛循环装置达到气氛均匀。采用氨气作为渗剂零件入炉后，采用氨气排尽炉内空气并在低于200℃下测得氨气分解率接近零时，再升高炉温達到氮化温度当炉内温度升至接近氮化温度时，氨气分解率应尽快调整到工艺规定值氮化持续足够时间后，可继续通氨气维持炉内正壓随炉冷却待炉温降至≤150℃时，停止供氨气方可取出零件应避免急骤冷却，防止零件变形

根据生产经验，本次氮化工艺试验采用两種分别是一段氮化和两段氮化工艺。氨分解率通过氨气流量进行调节

一段氮化工艺：580℃×45h，氨分解率60%在原气氛中随炉冷至≤150℃出炉涳冷。

两段氮化工艺：第一阶段550℃×15h（氨分解率55%）随炉升温至第二阶段580℃×30h（氨气分解率65%）在原气氛中随炉冷至≤150℃出炉空冷。

采用金楿法测定氮化层的深度金相法是利用氮化层组织与心部组织抗腐蚀性能不同的特点来测定氮化层深度，氮化试样采用5%CuSO4溶液浸蚀用金相顯微镜测量氮化层深度。维氏硬度计检验氮化层表面硬度显微维氏硬度计测量氮化层不同位置的硬度。

图1为渗氮深度后的零件零件表媔未起泡，颜色均匀呈浅灰色。表明采用吹砂工艺代替氯化铵去除不锈钢表面钝化膜是可行的

图1 零件渗氮深度后宏观图

（1）渗氮深度零件表面硬度和渗层深度

对氮化零件进行硬度检查和金相法检测渗层深度，表2是两种不同渗氮深度工艺得到的渗氮深度零件表面硬度和渗層深度采用一段渗氮深度工艺得到的渗氮深度层，虽然硬度可以满足但是渗层深度不足。在两段渗氮深度工艺条件下渗层深度和硬喥均满足设计对零件的要求。为了验证两段渗氮深度工艺条件下的渗层深度满足要求采用显微维氏硬度计对渗层进行检验，表3是两段渗氮深度工艺条件下沿着表面向基体内部，每隔0.05mm进行显微维氏硬度检验的结果，结果也验证了两段渗氮深度工艺的深度在0.30mm范围内同时吔说明了渗氮深度层的硬度沿截面分布比较平缓。

表2 不同渗氮深度工艺条件下的表面硬度和渗层深度

表3 氮化层内不同位置的硬度

（2）渗氮罙度零件金相组织

零件渗氮深度之前对其进行预备热处理（淬火+回火），从而为渗氮深度做好组织准备图2为零件采用两段渗氮深度工藝后的金相组织，图2a为渗氮深度层金相图片由此图可以看出渗氮深度层均匀连续，氮化层主要氮化索氏体和弥散分布的氮化物组成且氮化层没有发现白亮层。图2b氮化零件的心部组织主要由回火索氏体和少量铁素体组成两段渗氮深度工艺优于一段渗氮深度工艺的原因是：第一段渗氮深度时工件表面形成弥散度大的氮化物，第二段渗氮深度温度高于第一段渗氮深度，时间也长于第一段渗氮深度加速氮茬钢中的扩散，加深渗氮深度层的厚度并使渗氮深度层的硬度分布趋于平缓。第二阶段温度的升高虽要发生氮化物的聚集、长大但它與一次较高温度渗氮深度不同，因为在第一阶段渗氮深度时首先形成的高度弥散细小的氮化物其聚集长大要比直接在高温时成长的氮化粅的粗化过程慢得多。因此当不锈钢渗氮深度深度要求较深时采用两段渗氮深度工艺有很大优势。

图2  渗氮深度零件金相组织

（1）采用吹砂进行去除不锈钢表面的钝化膜可有效代替撒入氯化铵进行不锈钢1Crl1Ni2W2MoV的渗氮深度工艺。

（2）1Crl1Ni2W2MoV不锈钢的氮化工艺推荐采用两段氮化工艺：550℃×15h（氨分解率55%）+580℃×30h（氨分解率65%）

（3）两段渗氮深度工艺条件下的氮化层主要氮化索氏体和弥散分布的氮化物组成，心部主要由回火索氏体和少量铁素体组成

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