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碳氮共滲常見(jiàn)缺陷有哪些，如何防止？

嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2017-05-17 14:56

碳氮共滲常見(jiàn)缺陷有表面硬度低，滲層深度不夠或不均勻，心部鐵素體過(guò)多，表面脫碳脫氮，出現(xiàn)非馬氏體組織等。其表現(xiàn)方式、產(chǎn)生原因及防止方法等與滲碳基本上相同。此外，共滲件還有一些由于氮的滲入而產(chǎn)生的缺陷。

1、黑色組織

在碳氮共滲時(shí)，在共滲層中經(jīng)常出現(xiàn)“黑色組織”，其形態(tài)為黑點(diǎn)、黑網(wǎng)或黑帶。黑色組織主要是托氏體、下貝氏體等非馬氏體組織及粒狀碳氮化合物。黑色組織形成的主要原因是內(nèi)氧化。內(nèi)氧化是指表面層中的Cr、Mn、Si等合金元素在爐氣中氧的作用下，被氧化而形成FeCrO4、FeSiO4等氧化物的現(xiàn)象。鋼中含有Al、Ti、Si、Mn、Cr等元素時(shí)，在共滲過(guò)程中極易發(fā)生內(nèi)氧化，進(jìn)而出現(xiàn)黑色組織。此外，黑色組織的形成與供氨量、富化氣供給量有一定的關(guān)系，其中氨對(duì)黑色組織的形成影響最大。共滲初期，爐氣氮?jiǎng)葸^(guò)高、滲層中氮含量過(guò)高等都可能引發(fā)黑色組織。黑色組織的出現(xiàn)，將使?jié)B層的彎曲疲勞強(qiáng)度、接觸疲勞強(qiáng)度及耐磨性下降。

2、網(wǎng)狀托氏體

網(wǎng)狀托氏體出現(xiàn)的原因如下：

1)合金元素的內(nèi)氧化導(dǎo)致奧氏體邊界區(qū)合金元素貧化。

2)碳氮化合物的形成降低了奧氏體中碳氮的含量，降低了奧氏體的穩(wěn)定性，因而奧氏體分解為托氏體。

3)共滲過(guò)程中形成的粒狀碳氮化合物在冷卻時(shí)，起著自發(fā)形核作用，促使奧氏體析出碳氮化合物，形成網(wǎng)狀托氏體。

4)共滲溫度低于A3時(shí)，若爐氣碳氮?jiǎng)莸停嫉柡投炔蛔?，鋼的淬透性差，淬火冷速低等因素，也?huì)導(dǎo)致網(wǎng)狀托氏體的產(chǎn)生。

由于網(wǎng)狀托氏體與黑色組織均由內(nèi)氧化而產(chǎn)生，所以網(wǎng)狀托氏體往往伴隨黑色組織而共存。它們的存在，不但使共滲層表面淬火硬度降低，還會(huì)對(duì)工件的使用性能產(chǎn)生不利影響。使工件的接觸疲勞強(qiáng)度及抗彎疲勞強(qiáng)度大大降低。防止產(chǎn)生黑色組織和網(wǎng)狀托氏體的辦法是：

1)適當(dāng)提高共滲溫度和淬火冷卻速度，可抑制網(wǎng)狀托氏體的出現(xiàn)。

2)提高爐氣碳勢(shì)。

3)提高爐子的密封性，防止氧的進(jìn)入。

4)減少爐氣中的水分，采用干燥的氨氣。

5)滲層中氮含量應(yīng)控制在0. 5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以下，在共滲第一階段減少供氨量，在共滲第二階段適當(dāng)增加供氨量。

6)采用含鉬的鋼種可使共滲時(shí)形成黑色組織的傾向減少。

來(lái)源：青島豐東

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