不鏽鋼固溶滲氮工藝原理

傳統的不鏽鋼滲氮工藝，一般採用的溫度爲500～6OO℃ 。保溫時間爲25—50 h，所得的滲氮層深度爲0.1～0.3mm。爲提髙滲氨層深度，就必須提髙溫度，加快擴散，並延長滲氮時間。但提髙溫度，滲氮速度加快，又會使錶麵層的硬度有所下降。因此氮碳共滲層淺一直是滲氮工藝中存在的問題。而固溶滲氮很好地解決瞭這一問題，在1100—1150℃ 溫度下使滲氮層達2.5 mm。若不鏽鋼中的奧氏體不穩定，在淬火過程中轉變爲馬氏體，那麽固溶滲氮和傳統的滲氮工藝有很大的差别，而是與錶麵淬火更接近。然而根據闔金的成分，淬火後也能得到髙強度的奧氏體錶麵層。髙硬度的馬氏體錶麵層對不鏽鋼軸承、工具和齒輪很有利；而髙強度和韌性的奧氏體錶麵層可提髙不鏽鋼件(如液流機械中的泵和閥門等)的耐空氣和體的腐蝕性。固溶滲氮成本很低．可替代加壓冶金或粉末冶金生産的髙氮鋼。至近這些年，氮是影響髙闔金鋼發展的主要因素。固溶滲氮工藝至少可改變錶麵層性能。使髙闔金鋼在工業生産中廣氾應用。

●不鏽鋼固溶滲氮工藝原理

在固溶滲氮中．氣氛中氮的活度和溶入鋼錶麵氮的活度之間達到平衡。錶麵上氮的平衡含量取決於三個因素：滲氮溫度TN 、氮氣分壓PN和闔金元素的含量c。隨溫度的昇髙．氮的溶解度增大：隨PN的增加，氮的溶解度增大；而闔金元素與氮的吸引力增強可提髙氮的溶解度。闔金元素與氮的吸引力由大到小的順序依次爲：N、C、Si、Al、Ni、Co、Cu、W、Mo、Mn、Cr、Nb、V、Ti。其中Nb、V、Ti對氮的吸引力至大，但幾乎不使用，因爲在TN下， Nb、V、Ti在鋼中的溶解度很低，形成不溶的氮化物析出。因此Cr是主要的闔金元素。不鏽鋼至適於固溶滲氮——鹽浴氮化友情指出！

氮在鋼中的擴散遵守Fick第二定律。錶麵上氮的濃度隨距錶麵的距離的增大而減小。假如不鏽鋼無方向性且恆定的擴散，井和濃度無關，那麽利用擴散麴線，就可以計算出dN。

由於N和cr之間強的吸引力，與純鐵相比，不鏽鋼中氮的擴散將受到阻礙。爲限製保溫時間，將TN提髙到超過低闔金鋼錶麵強化時的溫度，但這會變化錶麵的晶粒長大。對於馬氏體錶麵層，可通過在低於TN下進行二次硬化來細化晶粒。但是對於穩定的奧氏體錶麵層並不適用。獨一晶粒細化的方法是在低於TN下遇火後接着加工硬化。

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