金属热处理加工中温气体碳氮共渗钢铁

还具有碳氮共渗在工件表面、炉壁和发热体上不析出碳黑等特点。下面我们就来具体介绍一下金属热处理加工中温气体碳氮共渗工艺。

1、共渗介质

现在生产中常见的共渗介质有两类。

(1)一种含有2%—10%氨气的渗碳气体。

(2)含碳氮的有机液体。

2、共渗温度及时间

中温气体碳氮共渗工件的使用状态和渗碳淬火相近，一般都是共渗后直接淬火。因此，尽管氮的渗入能降低临界点，但考虑心部强度，一般共渗温度仍选在该种钢的Ac3点以上，接近于点Ac3的温度。但温度过高，渗层中氮含量急剧降低，其渗层与渗碳相近，且温度提高，工件变形增大，因此失去碳氮共渗的意义。根据钢种及使用性能一般碳氮共渗温度为820—880℃。

3、碳氮共渗后的热处理

碳氮共渗比渗碳温度低，一般共渗后都采用直接淬火。因为氮的渗入，使过冷奥氏体稳定性提高，故可采用冷却能力较弱的淬火介质，但应考虑心部材料的淬透性。碳氮共渗后采用低温回火。

4、碳氮共渗层的组织与性能

碳氮共渗层的组织取决于共渗层中碳、氮浓度，钢种及共渗温度。

一般中温碳氮共渗层淬火组织，表面为马氏体基底上弥散分布的碳氮化合物，向里为马氏体加残余奥氏体，残余奥氏体量较多，马氏体为高碳马氏体，再往里残余奥氏体量减少，马氏体也逐渐由高碳马氏体过渡到低碳马氏体。

共渗层中碳氮含量强烈地影响了渗层组织。碳氮含量过高时，渗层表面会出现密集粗大条块状碳氮化合物，使渗层变脆。如果出现空洞，一般都是由于渗层中含氮量过高，在碳氮共渗过程时间较长时，由于碳浓度增高，发生氮化物分解及脱氮过程，原子氮变成分子氮而形成空洞。

渗层中含氮量过低，使渗层过冷奥氏体稳定性降低，淬火后在渗层中会出现屈氏体网，因此，渗层氮的质量分数不应低于0.1%。一般认为中温碳氮共渗层氮的质量分数以0.3%—0.5%为宜。渗层中碳氮含量不同，组织不同，直接影响碳氮共渗层性能。