30Cr1Mo1V钢渗氮工艺初探

~工艺~3・5NiCrMoV钢的离子渗氮慕芷涵，陈炜(宁夏工程职业技术学院，宁夏银川750021)摘要：对含005%C、102%Cf、305%Ni、003%Mo和009%V(质量分数)的30NiPrMoV钢进行了正火、调质处理和离子渗氮。

离子渗氮工艺为：①普通工艺520Cx7h；②490Cx20min+544Cx20mN冷却至449C重复7次的循环工艺°渗氮后检测了渗层的深度和表面硬度。

试验结果表明：普通离子渗氮的30NiPrMoV钢的渗层深度为002~003mm,而循环离子渗氮的30NiPrMoV钢的渗层深度为0.07〜0.25mm；循环离子渗氮的3.2NNrMoV钢的表面硬度略高于普通离子渗氮的30NiPrMoV钢。

关键词：30NiPrMoV钢；循环离子渗氮;渗氮层深度;表面硬度中图分类号:TG176文献标志码：A 文章编号：1005N690(2020)06N046N3Ion-hitrining of35NiCrMoV SteelMU Zhitax,CHEN We)(Ningxia EngiteeCng Polytechnic Colleye,Yinchuan754071,Ningxia China)Abstract:30NiPrMoVsteel cootaNNg005%C,102%Cz,305%NN003%Mo,ut009%V(hy mass)was ion-nitedeO aftez heing noonadzeO ant queocheO ant tempereO.The iop-4phding processes were as follows:①common practice coosNhng of scoPNg at520C foz7h;and②cyclic practice consisting of scoPNg at499C foz20min at first ant then at544C foz20min followeO h;cooling W499C which was repeateO seven U nu.The case depth ant suOace harftess of the sWet were deWcWd aftez Np-4ithdNg.The results sUoweO that the30NiPrMoV sWet developeO case depth of0.02W0.03mm adez the common oin-4ithting ant case depth of0.27W005mm aftez the cyclic Np-4itrNNg,ant the cycUcady Np-4itrNeO30NiPrMoVsteel possesseO slightiy highez suOace harftess than the commonty iop-4ithneO one.Key words:30NiPrMoV stui;cyclic iop-4ithtNg；depth of nithdeU layez;suOace harftess0引言1试验材料及试验方法在制造业,常采用渗氮处理来提高机械零件的表面硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性能。

新型钢材渗氮及其腐蚀性能研究随着工业化的发展，钢材作为经济、耐用的材料在生产、建设等领域得到了广泛的应用。

然而，欠缺耐久性和防腐性的钢材也成为了很多领域的难题。

为此，新型钢材的研究和应用就显得尤为重要。

本文旨在介绍一种新型钢材——渗氮钢的特性及其在防腐性方面的应用。

渗氮钢是利用氨气或氨水在钢材表面形成氮的一种钢材品种。

采用这种新型钢材的一个显著特点是它具有很高的表面硬度，这是由于渗氮时氮原子的小尺寸和极难扩散的属性导致的。

随着氮浓度的增加，钢材的表面硬度也呈现出逐渐增加的趋势。

然而，渗氮并不会在整个钢材中形成一个均匀的硬度分布。

在钢材深处，硬度会随着深度的增加而逐渐降低。

除了表面硬度的提升外，渗氮钢在防腐性方面也有显著的应用价值。

钢材尤其容易被化学性质恶劣的环境腐蚀和气体进行氧化反应而导致损失。

由于渗氮后钢材表面和钢材内部均形成了一层无机化合物氮化物，所以防腐能力也会被极大提升。

但是，渗氮钢并非完美的，它的物理特性并不是那么稳定。

钢材在渗氮时，温度必须严格控制，小心避免超过允许范围的处理温度。

如果不当处理，则有可能会导致钢材的结构损坏或脆化现象发生，这会导致钢材不可使用。

此外，渗氮也有其炽热的过程。

必须使用一种称为渗氮的特殊设备来控制温度并保证钢材品质。

这就使得钢材的制造成本大大增加。

而渗氮后，钢材输入到模具制造、壳体制造等环节，可能出现裂口或者锈蚀等问题，这意味着维修成本也会更加昂贵。

在一些领域中，渗氮钢已经被广泛使用。

渗氮钢可以用于生产一些制造钢结构的设备，如各种模具、金属结构件等。

因为渗氮钢具有良好的耐腐蚀性能，所以在这些设备中有更长的使用寿命。

同时，渗氮钢也被应用于汽车制造领域，它的轮辋可以有较长的使用时间，同时进行高负荷、高速度条件下的运动时，可以有效延长车轮使用寿命。

总之，钢材渗氮已经被证明是一种极具应用价值的技术。

钢材渗氮不仅仅提高了表面硬度并提升了钢材的防腐能力。

在保障制造的质量以及使用寿命和安全方面这种特殊的钢材也具有它独特的价值。

渗氮处理气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。

由於经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。

例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、?压机用?造模、螺?、连?、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。

一、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。

这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。

尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。

其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。

一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。

其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5％铝的渗氮结果最佳。

在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。

但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。

一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。

（3）热作模具钢（含约5％之铬） SAE H11 （SKD ? 61）H12，H13（4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢 SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 ? 7PH，A ? 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。

相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。

因此选用材料时，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。

至於工具钢如H11（SKD61）D2（SKD ? 11），即有高表面硬度及高心部强度。

二、氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下：（1）渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。