不锈钢低温渗氮工艺

氮化之不锈钢和高速钢的氮化方法
本文介绍了两种钢（不锈钢与高速钢）的氮化方法。

不锈钢氮化的是提高其硬度，提高其耐摩性和抗侵蚀能力。

通常进行渗氮处理的有铁素体型，马氏体型和奥氏体型不锈钢和耐热钢。

高速钢应进行低温短时渗氮。

氮化的关键在于去除其钝化膜，钝化膜是不锈钢防锈和不能氮化的原因所在，所以要使不锈钢氮化，关键是去除表面的钝化膜。

去除钝化膜的方法有化学法和机械法，不锈钢
（1）喷砂。

工件在渗氮前用细砂在0.15—0.25MPa的压力下进行喷砂处理，直至表面呈暗灰色，清楚表面灰尘后立即进炉。

（2）磷化。

渗氮前对工件进行磷化处理，可破坏金属表面的氧化膜，形成多孔疏松的磷化层，有利于氮原子的渗入。

（3）氯化物泡。

将喷砂或精加工的工件用氯化物泡或涂覆，能有效地去除氧化膜。

常用的氯化物有TiCl2和TiCl3。

通常进行渗氮处理的有铁素体型，马氏体型和奥氏体型不锈钢和耐热钢。

化学法是把工件泡在50％（体积）盐酸（温度70度）中，然后用水清洗干净；
高速钢的氮化
氮化不宜出现3相，否则将出使渗层变脆，根据以上规律，高速钢应进行低温短时渗氮。

因为在较低的温度下渗层厚度的增厚比较慢，便于控制，且渗层表面氮浓度较低。

短时低温氮化浓度较低，韧性较好。

高速钢（w18cr4v）一般采用510—520摄氏度）直径《15mm的用15—20min，较大的采用25—32min，大型的采用60min。

一般高速钢的
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奥氏体不锈钢低温离子渗氮工艺研究王琦;卢军;杨威;王静【期刊名称】《热处理》【年(卷),期】2013(000)005【摘要】对304、316 L奥氏体不锈钢进行了不同温度、不同时间的离子渗氮。

研究了渗层的显微组织和耐腐蚀性，测定了渗层的硬度。

结果显示，随着渗氮温度的升高，两种钢渗层的表面硬度和深度都增加，而耐蚀性降低。

渗氮温度≥400℃时，随着渗氮时间的延长，两种钢渗层的表面硬度变化不大，但深度明显增加，渗层的耐蚀性降低。

当渗氮工艺相同时，316 L钢渗氮层的硬度、深度和耐蚀性均比304钢的渗氮层高。

【总页数】4页(P36-38,39)【作者】王琦;卢军;杨威;王静【作者单位】上海市机械制造工艺研究所有限公司，上海 200070; 上海金属材料改性工程技术研究中心，上海 200070;上海市机械制造工艺研究所有限公司，上海 200070; 上海金属材料改性工程技术研究中心，上海 200070;上海市机械制造工艺研究所有限公司，上海 200070; 上海金属材料改性工程技术研究中心，上海200070;上海市机械制造工艺研究所有限公司，上海 200070; 上海金属材料改性工程技术研究中心，上海 200070【正文语种】中文【中图分类】TG156.8【相关文献】1.奥氏体不锈钢稀土催渗离子渗氮工艺研究 [J], 姜卓;王丽莲2.阀门奥氏体不锈钢工件表面辉光等离子渗氮工艺研究 [J], 夏胜建; 黄晓云; 张晓忠; 沈兴伟; 全军3.304奥氏体不锈钢低温离子渗氮组织与性能研究 [J], 谢葳4.奥氏体不锈钢高频高压低温等离子体渗氮 [J], 田修波;汤宝寅;王小峰;PaulK.Chu5.0Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢低温等离子渗氮工艺研究 [J], 张国庆;沈丽如;金凡亚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

2Cr13的渗氮工艺研究的提纲摘要：首先介绍了离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响；2Cr13 不锈钢的稀土简单催渗循环离子渗氮；低温离子渗氮提高2Cr13 不锈钢的冲蚀磨损与冲刷腐蚀抗力的大体内容和方法及他们的优点。

关键字：低温离子渗氮; 2Cr13钢; 稀土催渗；磨损;冲蚀1.引言先讲了渗氮的定义，对2Cr13进行渗氮，渗氮对2Cr13的研究意义及主要价值。

2.正文2.1.讲的是离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响的具体实验材料、方法及实验过程。

例如：冲蚀磨损试验，2C r13钢的离子渗氮层(硬度试验后)的相图，2C r13钢离子渗氮层的硬度分布图，球盘磨损行为实验等。

最后实验结果分析：例如其中渗氮层硬度：测量表明, 2Cr13 不锈钢基体硬度为289 HK,渗氮层硬度最高为1 270 HK,为基体硬度的4. 4倍。

渗氮层包括白亮层和扩散层两部分,分界较明显(见图2) ,其中白亮层厚度为89 μm。

而扩散层与基体之间边界不明显。

由于扩散层的存在,使得从渗氮层表面到基体有很好的硬度梯度(见图3) 。

这种梯度式硬度和成分的分布不仅保证了渗氮层与基体的良好结合,而且保证了足够高。

2.2. 讲的是2Cr13 不锈钢的稀土催渗循环离子渗氮试验方法及过程:例如试验方法：渗氮前对试样进行机械抛光至表面粗糙度Ra =05μm ,并用丙酮清洗,阴干后放置于渗氮设备中,以免油污、锈斑、挥发物等而引起电弧,损伤试样。

本试验的渗氮设备选用PCVD210 型等离子体渗氮炉,电流: ≤5A;压强:160～190Pa ;气源选用氢气和氮气的混合气体。

利用Axioplan 2 金相显微镜观察显微组织。

用Hx21000TMC 显微硬度计测量表面硬度。

用HM2114Akashi 显微硬度仪检测显微硬度梯度及渗氮层深。

用PhI25400 的X2射线衍射仪对渗氮层进行相分析。

磨损设备选用MM2200 型磨损实验机,载荷为10kg ,采用油润滑。

低温渗氮工艺
低温渗氮是一种常用的金属表面处理工艺，它可以显著改善材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。

该工艺主要适用于钢材和铸铁等金属材料，通过在低温条件下将氮气与金属表面进行反应，使氮原子渗透到材料表面形成氮化物层。

这个层具有极高的硬度和耐磨性，能够有效地提高金属材料的使用寿命与性能。

低温渗氮工艺分为硬化渗氮和氮化渗氮两种方式。

硬化渗氮主要适用于低碳钢和合金钢材料，它通过将材料加热至渗氮温度以下，然后用氨气反应使氮原子渗入材料表面，形成氮化物层。

而氮化渗氮工艺则适用于高碳钢和铸铁等材料，其渗氮温度一般较低，可以防止材料退火和热变形的发生。

低温渗氮工艺具有以下优点：
1. 渗氮温度较低，不会引起较大的热变形和退火现象，可以保持材料的原有尺寸和形状。

2. 渗氮层硬度高、耐磨性好，能够有效提高材料的机械性能和使用寿命。

3. 渗氮层的耐腐蚀性能优越，能够在一定程度上提高材料的抗腐蚀性。

4. 渗氮工艺简单，操作方便，能够适应不同材料和工件的处理需求。

需要注意的是，在进行低温渗氮工艺时，必须注意控制温度和气氛的稳定性，避免过渡渗氮或渗氮不足的情况发生。

同时，还需注意保护工艺中的耐火材料和设备，以确保渗氮工艺的顺利进行。

总之，低温渗氮工艺是一种重要的金属表面处理方式，通过渗氮可以有效改善材料的性能，延长其使用寿命。

在实际应用中，应根据具体材料的要求选择合适的渗氮方式和条件，以获得最佳的处理效果。

《武器装备用不锈钢紧固件的真空渗氮工艺研究》一、引言随着武器装备技术的飞速发展，其相关部件的材料性能要求越来越高。

不锈钢紧固件作为其中的关键连接元件，其强度、耐磨性和耐腐蚀性显得尤为重要。

为提升不锈钢紧固件的性能，真空渗氮工艺因其能够有效改善材料的表面性能而受到广泛关注。

本文将深入探讨武器装备用不锈钢紧固件的真空渗氮工艺，以期为相关研究和应用提供参考。

二、不锈钢紧固件材料及性能特点不锈钢紧固件由于其良好的抗腐蚀性和高强度广泛应用于武器装备中。

但其在实际使用过程中仍面临表面磨损和易被化学物质腐蚀等问题。

为了提升其性能，人们开始研究并应用真空渗氮技术。

三、真空渗氮工艺原理及特点真空渗氮工艺是一种在无氧无氮的条件下，通过加热和通入活性氮源，使氮原子在工件表面进行物理和化学吸附与扩散，进而在材料表面形成一层硬质且具有较高耐磨、耐腐蚀性能的化合物层的技术。

其特点是能够显著提高材料表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及疲劳强度。

四、真空渗氮工艺流程及参数设置1. 工艺流程：（1）预处理：清洗紧固件表面，去除油污和杂质；（2）装夹：将紧固件装入渗氮炉中；（3）抽真空：将炉内空气抽出至高真空状态；（4）加热渗氮：在特定温度下通入活性氮源进行渗氮处理；（5）冷却：渗氮完成后进行缓慢冷却；（6）后处理：对工件进行清洗和检测。

2. 参数设置：（1）温度控制：根据材料的不同选择合适的渗氮温度；（2）时间控制：根据渗氮深度和工件大小设定合理的渗氮时间；（3）气氛控制：保持炉内适当的氮分压和氧分压。

五、实验研究及结果分析本部分将通过实验对不锈钢紧固件的真空渗氮工艺进行研究。

通过调整温度、时间和气氛等参数，观察不同条件下的渗氮效果，并对比分析处理前后的材料性能。

实验结果表明，真空渗氮工艺能够显著提高不锈钢紧固件的表面硬度和耐磨性，同时增强其耐腐蚀性能。

六、结论与展望本文通过对武器装备用不锈钢紧固件的真空渗氮工艺进行研究，发现该工艺能够有效地提升材料的表面性能，满足武器装备的高性能需求。

低温等离子体渗氮对不锈钢表面硬度的影响在工业生产中，不锈钢已经成为了一种非常重要的材料。

不锈钢的特性是其具有高强度，高耐蚀性，高韧性等特点。

然而，尽管不锈钢具有许多优点，但是在一些应用中，其硬度还是无法满足对材料硬度的要求。

因此，如何提高不锈钢的硬度就成为了一个非常重要的研究方向。

在这方面，低温等离子体渗氮技术就成为了一个非常热门的话题。

本文将探讨低温等离子体渗氮对不锈钢表面硬度的影响。

一、低温等离子体渗氮技术低温等离子体渗氮技术是通过利用等离子体对表面进行真空处理，从而改变材料性质的一种技术。

这种技术最大的优势是处理温度低，很大程度上避免了材料因高温处理而导致的变形和脆化。

在该技术中，一般采用氮气、氨气等气体进行渗氮，得到的不仅是表面硬度的提高，还能改善表面的耐磨性、耐腐蚀性等。

二、低温等离子体渗氮在不锈钢表面硬化上的应用实践通过对于实验室制备的不锈钢进行低温等离子体渗氮技术的处理，研究人员对于处理后的不锈钢进行了一系列比较。

结果发现，相比于未经处理的不锈钢，低温等离子体渗氮处理后的不锈钢表面硬度有了极大的提升，而且在硬度的提高方面已经成功的突破了加工温度所造成的制约。

这种治理方式同时也能够使得材质变得更加耐磨、耐腐蚀，从而充分保障了其在实际应用中的优良表现。

三、低温等离子体渗氮的技术原理低温等离子体渗氮技术的主要原理在于等离子体处理对材料表面的氮原子进行渗透，改变其化学性质和物理性质。

同时，低温渗氮过程中产生的离子也能够加速硬质薄膜的形成，进一步提高表面硬度和密度。

此外，渗氮还能够在材料的表面形成一层氮化物，保护材料的继续腐蚀。

四、结论低温等离子体渗氮是一种非常有效的不锈钢表面硬度提升技术，它通过对材料表面进行真空处理，氮的渗透可以有效的改善材料物理性能。

渗氮还能够在材料表面形成抗腐蚀、抗磨损的氮化物保护层，从而提高材料的综合性能。

因此，低温等离子体渗氮技术将在未来的应用中得到更广泛的应用，成为提高不锈钢硬度的重要工具。

304H不锈钢经过渗氮处理后，渗氮层的深度通常取决于多种因素，包括渗氮工艺的参数（如温度、时间、气氛）、渗氮介质、以及所需的材料性能。

一般而言，渗氮深度可以从几微米到几十微米不等。

在渗氮过程中，304H不锈钢表面会形成一层富含氮的化合物，这层渗氮层可以显著提高材料的表面硬度、耐磨性和抗疲劳裂纹扩展能力。

渗氮温度通常控制在480℃到520℃之间，以避免晶间腐蚀和过度的晶粒生长。

渗氮时间则根据所需的渗氮深度和渗氮速率来确定。

为了获得精确的渗氮深度，通常会在渗氮处理后对样品进行金相分析或利用其他非破坏性检测方法，如X射线荧光（XRF）或二次离子质谱（SIMS）。

这样可以确保渗氮层达到了预期的深度和性能要求。

在实际应用中，渗氮的具体参数应根据生产厂家的工艺规范和最终产品的应用要求来设定。

因此，对于特定的304H不锈钢渗氮处理，建议咨询渗氮工艺供应商或查阅相关的技术资料，以获取详细的工艺参数和渗氮层深度的具体信息。