碳氮共渗缺陷

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碳氮共渗质量缺陷

1 渗层不均:

产生原因:炉温不均,工件表面局部有炭黑或结焦。排气不充分,工件表面不清洁,气体炉内循环不畅。

危害:表面硬度低,性能不均匀,工件淬回火易变形和开裂。

防止办法:补渗

2 渗层过浅:

产生原因:炉温偏低,共渗时间不足。渗剂供给量不足,炉气碳势低及排气不畅。

危害:硬度、强度、抗疲劳性下降。

防止办法:补渗

3网状或堆积状碳化物:

产生原因:炉气碳势过高,或预冷温度过低。

危害:表面应力大,脆性大,易开裂。

防止办法:减少渗剂供给量,延长扩散时间和提高预冷温度。

4渗层残余奥氏体过多:

产生原因:炉气碳势过高,预冷温度高。

危害:降低表面硬度易变形和开裂。

防止办法:减少渗剂供给量,延长扩散时间和降低预冷温度。重新加热淬火或深冷处理。

5 心部铁素体过多:

产生原因:预冷温度过低,或一次淬火加热温度远低于心部的临界点。

危害:心部硬度不够,强度降低,使心部不能支持受力大的表面。防止办法:提高预冷和淬火温度。

6 黑色组织:钢中的合金元素发生内氧化,而导致淬透性下降,且氧化物质点又可作为相变的核心,使过冷奥氏体不稳定而发生分解生成黑色组织屈氏体、贝氏体等。

危害:降低表面的硬度、耐磨性和疲劳强度。

防止办法:减少炉内氧化性气氛(O2、CO2、H2O)

改善炉子的密封性,排气充分,提高淬火冷却速度,采用对内氧化敏感度小的钢(如含M o、W、Ni的钢)

喷丸处理。

7 黑色孔洞:(只在碳氮共渗和氮碳共渗中出现)

产生原因:氮介质的供给量较高,共渗温度过低。

危害:降低表面硬度和耐磨性

防止办法:控制共渗层的氮含量,使其小于0.5%.

8 畸变:

产生原因:热应力。变形随表面碳氮浓度的增加和渗层深度的增加而变严重。

危害:增加校正工序,畸变严重时,工件报废。

防止办法:装料方法要合理。所用的渗碳吊具、料盘的形状、结构等应避免工件因加热和冷却不均而引起畸变;重新加热淬火的渗碳件应降低淬火加热温度;采用热油淬火;金属锻造流线要与渗碳工件外轮廓相似,严格控制正火后的带状组织和魏氏组织;采用压床淬火(大

型盘状齿轮和齿圈).

9 屈氏体网:产生原因:合金元素内氧化导致合金元素贫化,而降低淬透性;碳氮共渗时形成的碳氮化物降低了奥氏体中的碳氮含量,使奥氏体的稳定性降低,易形成屈氏体;碳氮化物和氧化物起到了非自发形核的作用,加速了奥氏体的分解;共渗温度偏低(低于钢材的A C3),炉气不足或活性差;某些淬透性低的钢会出现屈氏体。

危害:降低表面硬度和其他性能。

防止办法:增加炉子的密封性和炉气供给量,提高共渗温度,氨气要充分干燥,使用不含或少含氧化倾向的钢,在钢中加入强烈抑制珠光体转变的合金元素Mo,提高冷却速度,对已形成屈氏体网的工件要重新加热淬火。

10 疏松:抛光态可见小黑点和孔洞

产生原因:晶界氧化产生氧化物;共渗温度低,氨供给量大,使共渗层吸收了大量的氮,在以后冷却时,从晶格中析出形成氮气,而占据一定位置,随后又被石墨所占据;共渗初期,由于温度低,氨的活性大,形成的高氮ε相在温度升高、时间延长时不稳定,转变为低氮的化合物和分子氮。

危害:显著降低零件的表面硬度和疲劳性(表层存在0.08㎜的黑色组织,弯曲疲劳性降低50%,表层存在0.04~0.05㎜的黑色组织,接触疲劳性降低5/6.

防止办法:控制氨气加入量,表层氮浓度不能超过0.5%,

但又不能低于0.1%,否则易出现屈氏体网。

11 网状化合物:

产生原因:升温阶段供氨量太低,在晶界处,由于富碳,先形成了碳化物质点。然后在高温增加供氨量时,碳氮化物以其为核心,沿晶界生成并连成网。

危害:工件表面脆性增加,降低弯曲疲劳强度,淬火时易形成表面裂纹。

防止办法:控制通氨量。

12 表面壳状化合物:

产生原因:共渗温度偏低,供氨量高,或正常温度下,共渗介质的碳氮浓度过高。

危害:性能脆,易剥落.大大降低工件的承载能力。

防止办法:提高共渗温度,控制碳氮浓度,对已形成壳状的工件应重新加热淬火。