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    鋼材熱處理10問(wèn)10答

    1

    氣體氮化與離子氮化,對(duì)性能的影響?哪種更好?



    答:氣體氮化可以獲得較深滲層及高硬度的氮化物。并且適用各種形狀的氮化零件;特別重載荷零部件,離子氮化針對(duì)輕載荷高轉(zhuǎn)速零部件。


    2

    氣體氮化白亮層斷續(xù)好還是連續(xù)好?對(duì)性能有何影響?


    答:當(dāng)機(jī)械零件表面具有完整而致密的、連續(xù)的氮化白亮層覆蓋時(shí),具有較強(qiáng)的抗大氣和水腐蝕性能,以及具有較低的摩擦系數(shù)和較高的抗固著磨損特性,可以形成均勻的硬度和耐磨性能,并且增強(qiáng)了零部件的疲勞強(qiáng)度;斷續(xù)的性能則要差。


    3

    常規(guī)氣體氮化用于調(diào)質(zhì)狀態(tài)中低碳合金鋼,現(xiàn)在許多用高碳鋼。比如軸承鋼、高碳合金鋼與中低碳合金鋼有何不同?


    答:高碳鋼中的碳化物阻礙了氮化物的形成,碳化物和氮化物之間連接界面增多,從而影響了氮化效果。但對(duì)軸承而言,經(jīng)氮化加淬火回火后形成含氮馬氏體,具有高硬度、高耐磨性、高抗疲勞性能。


    4


    氣體氮化與離子氮化對(duì)白亮層影響哪一種更好?如何控制?


    答:氣體氮化和離子氮化擁有各自的優(yōu)勢(shì),不好說(shuō)那種工藝更好,只能說(shuō)應(yīng)用于具體場(chǎng)合時(shí)更適合。

       氣體氮化的優(yōu)勢(shì)主要在于裝爐方式簡(jiǎn)單,對(duì)于零件尺寸形狀要求小,可實(shí)現(xiàn)整體滲氮,容易實(shí)現(xiàn)白亮層滲氮,更容易實(shí)現(xiàn)大小件混裝等優(yōu)勢(shì)。

    離子氮化的優(yōu)勢(shì)主要有淺層滲速快、環(huán)保、無(wú)污染、變形小、節(jié)能。滲氮組織容易控制,可實(shí)現(xiàn)局部滲氮,氣體消耗是氣體滲氮的5%,不使用氨氣,更容易實(shí)現(xiàn)不銹鋼的滲氮等優(yōu)勢(shì)。

    白亮層的控制有兩方面:

    1. 白亮層厚度,厚度取決于零件的服役條件,也受鋼牌號(hào)和相結(jié)構(gòu)的限制,最常見(jiàn)的要求是525μm范圍內(nèi)選擇。

    2. 白亮層的相結(jié)構(gòu)與脆性直接關(guān)聯(lián),獲得性能較好的白亮層應(yīng)當(dāng)以單相ε或單相γ組織為上等,而不是現(xiàn)在大都是那種εγ雙相組織。

           氮化技術(shù)的核心在于控制白亮層厚度和相結(jié)構(gòu),控制氮化工藝技術(shù)的基本概念為(1)臨界氮?jiǎng)荩?)氮?jiǎng)蓍T(mén)檻值。

      氮化白亮層的控制核心為:白亮層厚度、相結(jié)構(gòu)及表面狀態(tài)。




    5

    氮化處理白亮層與脈狀組織,哪一種更重要?如何獲得?白亮層與脈狀組織對(duì)機(jī)械性能有何影響?


    答:脈狀組織是在氮化過(guò)程中擴(kuò)散而形成的組織結(jié)構(gòu)。根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:脈狀組織1~3級(jí)為合格組織,如果出現(xiàn)半網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)狀均為不合格。同時(shí),白亮層組織脆性的評(píng)定,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也有明確的規(guī)定。生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免出現(xiàn)白亮層與脈狀組織的出現(xiàn)。因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致氮化層脆性增加,耐磨性和疲勞強(qiáng)度下降,以及表面剝落缺陷、凹坑等。




    6

    滲碳件如軸件,一般滲碳淬火變長(zhǎng),但有時(shí)變短,為什么?


    答:淬火冷卻的不同時(shí)性造成的變短。一方面,由于零件從高溫A狀態(tài)快速冷卻為淬火M,冷卻時(shí)內(nèi)外存在溫差,即外表先冷體積收縮,內(nèi)部溫度高、塑性好、一起收縮;另一方面,A密度高、M密度低。也就是說(shuō),零件在轉(zhuǎn)變?yōu)镸時(shí),體積會(huì)膨脹。兩者共同作用的結(jié)果,就使零件變短。




    7


    滲碳處理一般滲碳層有明顯碳化物和無(wú)明顯碳化物,對(duì)機(jī)械性能影響更好?為什么?


    、按照一般的滲碳濃度要求含碳量必須≧1.00。因此,明顯的游離狀碳化物存在是必然的、合理的。2、出現(xiàn)明顯的少量碳化物呈顆粒及小塊狀均勻分體在組織結(jié)構(gòu)中可以顯著提高滲碳零件表面硬度和耐磨性。





    8

    淬火能夠提高硬度。以軸承鋼為例說(shuō)明,淬火硬度提高,為什么?硬度提高原理?如何提高硬度時(shí)提高耐磨性?


    答:正常的淬火工藝可以獲得極細(xì)小針狀馬氏體及隱針狀馬氏體加彌散分布的均勻顆粒狀碳化物,這是一個(gè)具有高硬度、高耐磨性的組織結(jié)構(gòu),一般情況下、防止脫碳及氧化,可以提高硬度及耐磨性。





    9


    以軸承鋼為例,如何實(shí)際控溫、控冷而獲得均勻細(xì)片珠光體?在軸承鋼C曲線上表注一下。



    答:選擇合適的加熱溫度和恰當(dāng)?shù)恼鹄鋮s速度可獲得均勻細(xì)片狀珠光體,也可以作等溫正火。附C曲線圖如下:


    10

    以軸承鋼為例,如何獲得更好疲勞壽命?


    以軸承鋼為例,如何獲得更好疲勞壽命?



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