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離子滲氮法是由德國人B.Berghaus于1932年發(fā)明的。目前，我國在離子滲氮的某些理論和技術方面已處于****水平。該法在0.1-10Torr的含氮氣氛中，以爐體為陽極，被處理工件為陰極，在陰陽極間加上數(shù)百伏的直流電壓，由于輝光放電現(xiàn)象便會產(chǎn)生象霓虹燈一樣的柔光覆蓋在被處理工件的表面。此時，已離子化了的氣體成份被電場加速，撞擊被處理工件表面使其加熱。同時依靠濺射及離子化作用等進行氮化處理。 綜上所述，離子氮化是在真空爐體內，通過稀薄氣體放電，形成由離子、電子和中性粒子所構成的局部電離狀態(tài)（即等離子體）中進行處理的。 離子滲氮開始應用于生產(chǎn)實際，至今已經(jīng)有四十余年，離子滲氮已經(jīng)成為離子熱處理技術中*成熟、*普及、*富有生命力的工藝之一。作為一種全新的滲氮方法，現(xiàn)已廣泛應用于汽車、機床、造船、紡織機械、石化機械、精密儀器、擠壓成型機、齒輪、驅動軸、蝸輪、蝸桿、機床主軸、套筒、凸輪、瓦楞紙軋輥、絲杠、曲軸、閥、減速機的同步環(huán)、液壓缸、導電碼線筒、精密模具、量刃具等許多領域、其應用范圍隨著工藝的不斷開發(fā)將日益擴大。 -
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與氣體滲氮相比，離子氮化具有許多優(yōu)點，主要表現(xiàn)在：（一）由于離子氮化不是依靠化學反應作用，而是利用離子化了的含氮氣體進行氮化處理，所以無需防止公害的環(huán)保設備。因此，離子氮化法也被稱為二十一世紀的“綠色氮化法”（二）離子氮化是在真空中進行，因而可獲得無氧化的加工表面，也不會損壞被處理工件的表面光潔度。而且由于是在低溫下進行處理（380℃起即可進行氮化處理），被處理工件的變形量極小，尺寸穩(wěn)定性好，可以滿足精密模具及高精度的零部件要求，處理后無需再進行加工，極適合于成品的處理。（三）氣體氮化時間長表面粗糙，硬而脆不耐磨。氣體滲氮的工件，表面通常會出現(xiàn)較厚（20um以上）的化合物層，這是由ε+γ′兩相組成的不均勻混合物層，里層則為擴散層。因此，在化合物層內產(chǎn)生三向顯微應力，若在此應力方向上再略加外力，就會產(chǎn)生微小裂紋，此裂紋逐漸擴展而使整個化合物層剝落。含鉻、鋁滲氮鋼的化合物層很脆，氣體滲氮后一般均要把它磨去后才能使用。而離子滲氮可以通過控制氣氛中氮氣和氫氣的比例，可以獲得5-30um厚的脆性較小的ε相單相層或0-8um厚的韌性γ′相單相層，也可以得到韌性更優(yōu)的無化合物層而僅有擴散層的滲氮層，這樣可以不需要磨削直接裝機使用。（四）由于不銹鋼表面鈍化膜的阻礙，傳統(tǒng)的氣體氮化前必須做去鈍處理，因工藝十分繁雜，且不易控制，效果也難保證。離子滲氮的濺射作用可有效地除去這層鈍化膜，而無需做去鈍處理，因此離子氮化工藝為不銹鋼的表面強化提供了一條新的途徑。（五）經(jīng)離子滲氮的工件氮化層致密性好，硬度高，耐磨性、抗咬合性及抗蝕性等方面均優(yōu)于氣體滲氮。 -
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一、我國鋼號表示方法鋼的牌號簡稱鋼號，是對每一種具體鋼產(chǎn)品所取的名稱，是人們了解鋼的一種共同語言。我國的鋼號表示方法，根據(jù)國家標準《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》（GB221-79）中規(guī)定，采用漢語拼音字母、化學元素符號和阿拉伯數(shù)字相結合的方法表示。即： ①鋼號中化學元素采用國際化學符號表示，例如Si,Mn,Cr……等?；旌舷⊥猎赜谩癛E”（或“Xt”）表示。 ②產(chǎn)品名稱、用途、冶煉和澆注方法等，一般采用漢語拼音的縮寫字母表示。 ③鋼中主要化學元素含量（%）采用阿拉伯數(shù)字表示。二、我國鋼號的分類1．碳素結構鋼 ①由Q+數(shù)字+質量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠以“Q”，代表鋼材的屈服點，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是MPa例如Q235表示屈服點（σs）為235 MPa的碳素結構鋼。 ②必要時鋼號后面可標出表示質量等級和脫氧方法的符號。質量等級符號分別為A、B、C、D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表示半鎮(zhèn)靜鋼：Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。例如Q235-AF表示A級沸騰鋼。 ③專門用途的碳素鋼，例如橋梁鋼、船用鋼等，基本上采用碳素結構鋼的表示方法，但在鋼號**附加表示用途的字母。 2．優(yōu)質碳素結構鋼 ①鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.45%的鋼，鋼號為“45”，它不是順序號，所以不能讀成45號鋼。 ②錳含量較高的優(yōu)質碳素結構鋼，應將錳元素標出，例如50Mn。 ③沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼及專門用途的優(yōu)質碳素結構鋼應在鋼號**特別標出，例如平均碳含量為0.1%的半鎮(zhèn)靜鋼，其鋼號為10b。 3．碳素工具鋼 ①鋼號冠以“T”，以免與其他鋼類相混。 ②鋼號中的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的千分之幾表示。例如“T8”表示平均碳含量為0.8%。 ③錳含量較高者，在鋼號**標出“Mn”，例如“T8Mn”。 ④**優(yōu)質碳素工具鋼的磷、硫含量，比一般優(yōu)質碳素工具鋼低，在鋼號**加注字母“A”，以示區(qū)別，例如“T8MnA”。 4．易切削鋼 ①鋼號冠以“Y”，以區(qū)別于優(yōu)質碳素結構鋼。 ②字母“Y”后的數(shù)字表示碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，例如平均碳含量為0.3%的易切削鋼，其鋼號為“Y30”。 ③錳含量較高者，亦在鋼號后標出“Mn”，例如“Y40Mn”。 5．合金結構鋼 ①鋼號開頭的兩位數(shù)字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr。 ②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量＜1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號后亦可標以數(shù)字“1”，例如鋼號“12CrMoV”和“12Cr1MoV”，前者鉻含量為0.4-0.6%，后者為0.9-1.2%，其余成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符號后面應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。 ③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B(yǎng)、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。 ④**優(yōu)質鋼應在鋼號**加“A”，以區(qū)別于一般優(yōu)質鋼。 ⑤專門用途的合金結構鋼，鋼號冠以（或后綴）代表該鋼種用途的符號。例如，鉚螺專用的30CrMnSi鋼，鋼號表示為ML30CrMnSi。 6．低合金高強度鋼 ①鋼號的表示方法，基本上和合金結構鋼相同。 ②對專業(yè)用低合金高強度鋼，應在鋼號**標明。例如16Mn鋼，用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”，汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”，壓力容器的專用鋼種“16MnR”。 7．彈簧鋼 彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類，其鋼號表示方法，前者基本上與優(yōu)質碳素結構鋼相同，后者基本上與合金結構鋼相同。 8．滾動軸承鋼 ①鋼號冠以字母“G”，表示滾動軸承鋼類。 ②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出，鉻含量以千分之幾表示。例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法，基本上和合金結構鋼相同。 9．合金工具鋼和高速工具鋼 ①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥1.0%時，不標出碳含量；當平均碳含量＜1.0%時，以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。 ②鋼中合金元素含量的表示方法，基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號，其鉻含量以千分之幾表示，并在表示含量的數(shù)字前加“0”，以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區(qū)別開來。例如Cr06。 ③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量，只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者，表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。 10．不銹鋼和耐熱鋼 ①鋼號中碳含量以千分之幾表示。例如“2Cr13”鋼的平均碳含量為0.2%；若鋼中含碳量≤0.03%或≤0.08%者,鋼號前分別冠以“00”及“0”表示之，例如00Cr17Ni14Mo2、0Cr18 Ni9等。 ②對鋼中主要合金元素以百分之幾表示，而鈦、鈮、鋯、氮……等則按上述合金結構鋼對微合金元素的表示方法標出。 11．焊條鋼 它的鋼號前冠以字母“H”，以區(qū)別于其他鋼類。例如不銹鋼焊絲為“H2Cr13”，可以區(qū)別于不銹鋼“2Cr13”。 12．電工用硅鋼 ①鋼號由字母和數(shù)字組成。鋼號頭部字母DR表示電工用熱軋硅鋼，DW表示電工用冷軋無取向硅鋼，DQ表示電工用冷軋取向硅鋼。 ②字母之后的數(shù)字表示鐵損值（W/kg）的100倍。 ③鋼號尾部加字母“G”者，表示在高頻率下檢驗的；未加“G”者，表示在頻率為50周波下檢驗的。 例如鋼號DW470表示電工用冷軋無取向硅鋼產(chǎn)品在50赫頻率時的**單位重量鐵損值為4.7W/kg。 13．電工用純鐵 ①它的牌號由字母“DT”和數(shù)字組成，“DT”表示電工用純鐵，數(shù)字表示不同牌號的順序號，例如DT3。 ②在數(shù)字后面所加的字母表示電磁性能：A——**、E——特級、C——超級，例如DT8A。 -
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離子滲氮*重要的特點之一是可以通過控制滲氮氣氛的組成、氣壓、電參數(shù)、溫度等因素來控制表面化合物層（俗稱白亮層）的結構和擴散層組織，從而滿足零件的服役條件和對性能的要求。離子滲氮化合物層常遇到的氮化物相有兩種：γ，-Fe4N相和ε-Fe2-3N相，離子氮碳共滲(俗稱軟氮化)還可能出現(xiàn)Fe3C相。γ，單相具有*小的脆性，但耐磨性較差，ε單相脆性也較小，并有較好的耐磨性和抗磨合性能。合金結構鋼離子滲氮時一般均得到雙相（γ，+ε或ε+γ，）組織，脆性較單相大些，耐磨性較好；離子氮碳共滲得到ε+Fe3C(少量)組織，脆性并不增加，而有**的耐磨性。 一、影響化合物層中ε和γ，相含量的因素 影響離子滲氮化合物層結構的因素很多，有滲氮氣氛的影響，鋼材成分和組織方面的影響，還有滲氮溫度、時間、氣壓等工藝方面的影響因素。 （一）滲氮氣氛的影響 離子滲氮氣氛中氮和碳的含量是影響化合物層相結構的重要因素。 1）氣氛含氮量對化合物層相結構的影響 隨著氣氛含氮量增加，化合物層中ε相含量增多，白亮層也隨之增厚。如40Cr鋼用氨氣滲氮時，ε相含量相當多，改用分解氨后則大大減少。 2）氣氛中添加含碳氣體將抑制γ，形成，而得到以ε相為主或ε單相結構的化合物層。 如氣氛中加入丙烷（C3H8）后，化合物層中ε含量迅速增多，基本由ε單相組成。含碳量再增多則化合物層中開始出現(xiàn)Fe3C，含碳量繼續(xù)增多，則Fe3C增多，ε減少直到完全消失離子滲氮需要嚴格控制氣氛中含碳量，使之能得到ε單相或ε+少量Fe3C的雙相組織。這樣的組織其硬度和耐磨性均比單純離子氮化有較大提高。如45鋼在含80%N2的氮氫氣氛中570℃滲氮3小時，表面硬度只有575-603HV0.5，加入丙烷氣后，當含碳量達到臨界值（不出現(xiàn)Fe3C的**含碳量）時，ε相化合物層的硬度達730-781 HV0.5。 （二）鋼材成分和組織的影響 隨著鋼中含碳量及合金元素增加，氮化層中ε相也隨之增多。 基體組織硬度較高者，滲氮層表面硬度也較高，而且化合物層較厚，其中ε相也較多。 一般來說，調質組織滲氮化合物層中的ε相含量比正火組織少。 （三）滲氮保溫時間的影響 40Cr鋼化合物層厚度在滲氮初期增長較快，保溫2-4小時后變化不大。而38CrMoAl鋼化合物層厚度則隨時間延長而增厚，保溫24小時后，這種趨勢仍然保持著。 一般合金結構鋼在用分解氨滲氮時，隨保溫時間延長，ε相減少，γ，相增多，長時間保溫后，化合物層基本由γ，相組成。 （四）滲氮溫度的影響 40Cr鋼滲氮時，從500℃升到達560℃，化合物層中ε和γ，均增加，當升到580-600℃時，ε相突然減少，γ，相數(shù)量猛增，當溫度升到620℃，γ，相數(shù)量急劇減少，升到650℃以上則化合物層分解。 （五）氣壓的影響 離子滲氮化合物層的厚度在某一*佳氣壓下出現(xiàn)**值，氮化物ε相的含量和氣壓也有類似的關系。如40Cr鋼在530℃滲氮，氣壓為400Pa時，化合物層中ε相含量*多，而在570℃滲氮，這一氣壓值為530Pa。 二、獲得各種化合物層組織的工藝方法 （一）γ，單相化合物層的獲得 γ，相在室溫時它的含氮量為5.7-6.1%，相區(qū)狹窄，所以γ，單相化合物層比較薄，通常認為可達8um。碳在γ，相中的溶解度不大，室溫時**溶碳能力為0.2%。由此可見，獲得γ，相的條件是滲氮表面貧碳和氮含量偏低。所以降低氣氛氮勢，強化脫碳過程將有利于γ，的獲得。 用以下方法之一，可以獲得γ，單相化合物層： （1）降低氣氛的含碳量 用含氮25%的氮氫混合氣或者熱分解氨不容易得到γ，單相化合物層，不論是38CrMoAl還是40Cr鋼，甚至碳鋼都程度不同地含有ε相，若進一步降低氣氛含氮量到10%時，上述幾種鋼材都能得到γ，單相化合物層。 （2）降低爐氣壓力 低氣壓、高電壓，強化濺射和脫碳作用，有利于化合物層中γ，的形成。40Cr鋼和38CrMoAl鋼在含氮25%的氮氫氣氛中530℃滲氮，當氣壓為160Pa時能得到薄薄的γ，單相化合物層，可以在保溫前1-3小時內用低氣壓，而在以后的保溫過程中用一般氣壓滲氮。這樣γ，單相層可由1-2um增加到4-5um。提高滲氮溫度還能使它進一步增厚。 （3）預脫碳法 用熱分解氨離子滲氮時，只有工業(yè)純鐵容易得到γ，單相化合物層。因此可以設想，如果使材料表面先形成一層脫碳層，隨后再滲氮，就可以得到γ，單相化合物層。如40Cr和38CrMoAl試樣先用氫氣起輝升溫，達到530℃后保溫1小時，然后改用25%N2-H2或熱分解氨繼續(xù)滲氮，都得到了γ，單相化合物層。 （4）延長離子滲氮時間 碳鋼、40Cr等材料用分解氨離子滲氮時，隨著滲氮時間延長，化合物層中ε相逐漸減少。 （二）ε單相和ε加少量Fe3C化合物層的獲得 離子氮碳共滲氣氛中碳量達到臨界值時，就能得到ε單相化合物層。如果超過臨界含碳量，則得到ε+Fe3C化合物層。圖2給出了45鋼在570-590℃離子氮碳共滲3小時，氣氛的組成與化合物層組織之間的關系。可見，ε相單相區(qū)非常狹窄，在圖中僅僅是一條線，即是臨界含碳量曲線。這就意味著獲得ε單相的工藝性較差，氣氛配比必須控制得很嚴格才能做到。否則經(jīng)常得到的是ε+Fe3C雙相化合物層。而形成ε+Fe3C化合物層的氣相配比范圍卻比較寬，生產(chǎn)上容易控制。Fe3C的存在能提高滲氮層的耐磨性，而且少量Fe3C和ε雙相化合物層的脆性并不比ε單相差。因此，離子氮碳共滲獲得ε+少量Fe3C化合物層是有利而無害的。圖2中陰影所示部分為離子氮碳共滲推薦氣氛的配比范圍。在陰影內，于570-590℃滲氮3小時，正火45鋼表面可以得到15-30um的ε或ε+Fe3C構成的化合物層。氣氛含氮量低，含碳量高，化合物層較薄，反之則厚。如果不需要過厚的化合物層，可以把共滲時間縮短至1-2小時。當然，臨界含碳量也要作相應調整。 離子氮碳共滲的溫度以570-590℃，時間以2-4小時為宜，氣壓一般用270-530Pa。 氮氣加丙烷共滲也同樣能得到ε相或ε+Fe3C化合物層。滲層表面呈銀灰色，雖然不用氫氣，但丙烷中含有的氫足以防止表面氧化。這種工藝不需要氫氣，便于在生產(chǎn)中應用。 （三）用酒精和丙酮進行離子軟氮化 目前國內在生產(chǎn)上常用酒精和丙酮進行離子軟氮化，也能得到增加化合物層中ε相含量的效果。一般得到ε-Fe2-3（CN）+γ，-Fe4N雙相化合物層，但是ε相的含量較普通離子滲氮多，因而表面硬度和耐磨性都有進一步提高。 操作時先通氨氣升溫，到溫后在按一定比例送入含碳氣氛。酒精和丙酮蒸氣是采用負壓抽入的辦法通入爐內。在氨/乙醇和氨/丙酮的流量比為9/1-7/3范圍內，表面硬度以8/2為**；化合物層的厚度在流量比9/1-8/2范圍內變化不大，再增加含碳氣氛，化合物層顯著減?。徊煌髁勘葘U散層深度的影響不大。比較氨/乙醇和氨/丙酮這兩類氣氛，后者能獲得更高的表面硬度，較厚的化合物層和較深的擴散層。其混合比以氨/丙酮=9/1-8/2為好。 三、無化合物層滲氮表面的獲得 滲氮時抑制化合物層，形成的純擴散層組織具有很高的強韌性，稱之為高韌性滲氮層。 產(chǎn)生純擴散層有兩種辦法： （一）兩段處理法： 第一段正常離子滲氮，得到γ，或γ，+ε化合物層的擴散層，第二段采用氫、氬等氣體輝光放電，靠離子轟擊，使已形成的化合物層分解。 （二）控制含氮量： 在整個過程中保持等離子區(qū)的低氮勢，以避免在表面產(chǎn)生γ，氮化物的晶核。但此時氮勢應恰好僅低于臨界值，以使擴散層能被氮所飽和，并且在硬度和深度上不致比通常的擴散層加化合物層降低太多。 -
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不銹鋼多用于強化學腐蝕的工況下,在醫(yī)藥、食飲等民用加工業(yè)得到廣泛的應用。但由于硬度低、耐磨性差,使其在許多場合應用受到限制。如在顆粒懸浮液中、零件處于相對摩擦工況時,耐磨性就成為突出矛盾。近20年來,離子滲氮技術的發(fā)展和完善為不銹鋼表面硬化開創(chuàng)了重要的技術途徑,離子滲氮已成為不銹鋼、鈦及其合金表面強化方法的較好選擇。1、離子滲氮處理不銹鋼的優(yōu)點(1) 不銹鋼表面通常由一層極薄**密的鈍化膜(Cr2O3、Fe2O3、NiO等)所覆蓋。這種鈍化膜堅固穩(wěn)定,具有很強的阻滲效應。在離子滲氮的工況下,由于等離子以高速能勢連續(xù)轟擊工件以及由此產(chǎn)生的濺射效應,可全方位、全過程地摧毀不銹鋼表面的原生鈍化膜和再生鈍化膜,活化金屬亞表層,從而利于氮的吸附和擴散。(2)離子滲氮在保持較高表面硬度的同時,能夠增大硬化層深度,從而獲得更密實的滲氮層。密實的滲氮層是獲得高耐磨性的前提,有研究證明,離子滲氮的零件比氣體滲氮的零件耐磨性高 1倍,且滲層梯度平緩,與基體無明顯界限,通?？稍?500 ~550℃下進行,離子滲速是氣體滲速的2倍。(3) 離子滲氮是在較低的溫度和較快的速度下進行,故零件耐蝕性比氣體滲氮要好,光潔度更好,滲氮后單面增量形變不大于 0.02mm,比氣體滲氮小1倍,可作為精密件的**一道加工工序。(4) 離子滲氮可采用遮蓋法進行局部掩蓋來實現(xiàn)零件局部表面滲氮,使未滲氮的不銹鋼表面仍保持原有的耐蝕性。(5) 離子滲氮可較充分的控制滲層組織,可添加催滲劑提高滲氮效果。試驗表明,采用丙酮、稀土元素、鈦和多種活化劑共滲,滲速可提高 20%左右。2、滲氮不銹鋼的選材2、1 滲氮不銹鋼分類滲氮不銹鋼主要包括馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼與沉淀硬化型不銹鋼 3類。其中馬氏體系列的主要有 1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr5Mo、1Cr13Al與 2Cr13Mo等; 奧氏體系列的主要有: 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti與 4Cr14Ni14W2Mo等;還有以 0Cr17Ni4Cu4Nb為代表的沉淀硬化型不銹鋼系列,均有良好的滲氮硬化效果。另外,鐵素體的Cr17、Cr17Ti及馬氏體奧氏體的 15CrMoV等也有良好的滲氮效果。2、2 滲氮不銹鋼的選材從可滲性好的角度出發(fā),選用與氮親合力強的多合金元素不銹鋼有利于滲氮處理。首先這些元素可使基體組織在較高溫下具有穩(wěn)定性,因此可使零件在較高溫度下進行滲氮,也使零件變形減小,滲氮時間縮短。有資料表明,鋼中含有 0.6% ~1%釩,不但能細化晶粒,而且滲氮時在晶粒內部和晶粒邊界析出分散的氮化物,消除鉻鋼在滲氮時沿晶粒邊界的連續(xù)氮化物網(wǎng),顯著提高滲層的耐磨性和抗疲勞強度,適于精密零件保持高精度。不銹鋼中含鈦對滲氮也有良好的影響,不但可以在高溫下保持組織的穩(wěn)定性,而且是滲氮的催滲劑。當鋼中鈦與碳比(質量比 )為 6 5 ~9 5時,可使?jié)B氮層硬度明顯提高,含鈦鋼的滲氮溫度可在600℃下進行,滲氮后可用于中等負荷、 高摩擦和交變負荷下工作。合金元素可以在滲氮亞表面層形成細小彌散堅硬的氮化物骨架,如Cr2N,硬度可達1600HV;含Mo的合金鋼,滲氮后形成氮碳化合物,硬度可達1800HV;Ti的滲氮物Ti2N、TiN硬度為 1200 ~2000HV;V的滲氮物硬度可達 1900HV;含Al鋼對滲氮效果更有獨到之處。實踐證明,馬氏體不銹鋼比奧氏體不銹鋼更易滲氮處理。如 2Cr13 不銹鋼離子滲氮 8h, 可形成0. 15mm的滲層和 700 ~800HV的硬度;而 1Cr18Ni9經(jīng)離子滲氮 10h僅能形成 0. 08 ~0. 12mm的滲層,即使再延長時間,其后的滲速也很慢,可見在耐蝕性允許的情況下,為提高耐磨性 ,應優(yōu)先考慮馬氏體不銹鋼可滲性好的優(yōu)勢。通常奧氏體不銹鋼在滲氮過程中,因氮在其中的擴散系數(shù)遠低于αFe,大量合金元素的存在(例如 1Cr18Ni9Ti含合金元素 30%左右,是 2Cr13的 2倍),它們將阻礙氮原子擴散過程的進行,因此可以獲得較高表面硬度,而要獲得較深滲層厚度就比較困難。2、3 滲氮不銹鋼的使用范圍馬氏體不銹鋼中, 1Cr13、2Cr13、3Cr13在 30℃以下、弱腐蝕介質中(如鹽水、某些低濃度有機酸、硝酸 )均有良好的耐蝕性,對海水、淡水、水蒸汽、空氣等,也有足夠的耐蝕性;Cr17、Cr17Ti可耐氧化性酸類,如一定溫度和濃度的硝酸,以及大部分有機酸 (醋酸、蟻酸、乳酸、草酸除外 )和有機鹽的水溶液;Cr17MoTi抗酸性更高,例如對有機酸(醋酸、果酸及其熱酸 ),其耐蝕性甚至比 1Cr18Ni9還好。奧氏體不銹鋼中,以1Cr18Ni9Ti為代表,通常用在強腐蝕介質中 ,特別是Cr18Ni12Mo2Ti,耐蝕性更好,多用在低濃度硫酸,沸騰磷酸、蟻酸、醋酸 、尿素,制堿等行業(yè),以及低分子環(huán)烷酸、低分子脂肪酸制作設備,用于食飲、醫(yī)藥業(yè),產(chǎn)品更“ 綠化”。以上材料,經(jīng)離子滲氮處理后,均可達到表面硬化效果,多用于離心泵的口環(huán)、軸保護套 、葉輪、承磨環(huán)、柱塞泵的活塞、連桿套等,以及攪拌器下軸套、離心機推料盤、刮刀、以及高壓閥座及閥桿等,使用壽命成倍增加。
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