固溶渗氮工艺原理—上海氧化

固溶渗氮成本很低．可替代加压冶金或粉末冶金生产的高氮钢。至近这些年，氮是影响高合金钢发展的主要因素。固溶渗氮工艺至少可改变表面层性能。使高合金钢在工业生产中广泛应用。

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在固溶渗氮中．气氛中氮的活度和溶入钢表面氮的活度之间达到平衡。表面上氮的平衡含量取决于三个因素：渗氮温度TN 、氮气分压PN和合金元素的含量c。随温度的升高．盐浴氮化氮的溶解度增大：随PN的增加，氮的溶解度增大；而合金元素与氮的吸引力增强可提高氮的溶解度。

合金元素与氮的吸引力由大到小的顺序依次为：N、C、Si、Al、Ni、Co、Cu、W、Mo、Mn、Cr、Nb、V、Ti。其中Nb、V、Ti对氮的吸引力至大，但几乎不使用，因为在TN下， Nb、V、Ti在钢中的溶解度很低，形成不溶的氮化物析出。因此Cr是主要的合金元素。不锈钢至适于固溶渗氮。

氮在钢中的扩散遵守Fick第二定律。表面上氮的浓度随距表面的距离的增大而减小。假如不锈钢无方向性且恒定的扩散，井和浓度无关，那么利用扩散曲线，就可以计算出dN。

由于N和cr之间强的吸引力，与纯铁相比，不锈钢中氮的扩散将受到阻碍。为限制保温时间，将TN提高到超过低合金钢表面强化时的温度，但这会变化表面的晶粒长大。对于马氏体表面层氮碳共渗，可通过在低于TN下进行二次硬化来细化晶粒。但是对于稳定的奥氏体表面层并不适用。独一晶粒细化的方法是在低于TN下遇火后接着加工硬化。固溶渗氮成本很低．可替代加压冶金或粉末冶金生产的高氮钢。至近这些年，氮是影响高合金钢发展的主要因素。固溶渗氮工艺至少可改变表面层性能。使高合金钢在工业生产中广泛应用。

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