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鍛件的滲氮層性能具有哪些特點(diǎn)?

2021-04-06 14:02:14 瀏覽次數(shù):
鍛件滲碳結(jié)束后,有兩種方式冷卻:一種是直接出爐淬火,這種方法在大型鍛件上采用較少。因?yàn)楦邷爻鰻t淬火變形大,開(kāi)裂的危險(xiǎn)性也大,對(duì)金相的組織和力學(xué)性能也不利,即使是在爐內(nèi)降溫到淬火溫度再出爐淬火,在大型鍛件上也很少采用。另一種是降溫出爐,或出爐在保護(hù)氣氛筒內(nèi)降溫,再進(jìn)行半精加工或精加工,和去掉不要求滲碳的表面滲碳層,然后再加熱淬火。直接在滲碳后出爐空冷會(huì)引起表面氧化脫碳,特別是像大型鍛件,滲碳后再空氣中冷卻,脫碳就會(huì)嚴(yán)重,雖然可以在以后的磨削加工中切除脫碳層,但完全的脫碳無(wú)法去掉,將會(huì)嚴(yán)重的影響彎曲疲勞強(qiáng)度。
 
環(huán)形鍛件
 
現(xiàn)在設(shè)計(jì)制造的大型鍛件,都具有快速降溫的功能,即在爐罐和爐壁間的加熱室內(nèi),用鼓風(fēng)機(jī)通入大量的冷空氣,同時(shí)在頂部用抽氣機(jī)將熱空氣抽出。使?fàn)t膛內(nèi)溫度受冷空氣冷卻和抽風(fēng)機(jī)帶走熱空氣而迅速降溫。為了在降溫過(guò)程中使?jié)B碳罐內(nèi)氣氛保持為還原性,又無(wú)法在低溫下滴入滲劑和甲醇,大型鍛件在爐內(nèi)降溫經(jīng)常采用通入氮?dú)馄鸨Wo(hù)作用。
將鍛件置于能不斷產(chǎn)生活性氮原子或離子的氣體、液體介質(zhì)中,在無(wú)相變和穩(wěn)定的鐵素體珠光體狀態(tài)的溫度下保溫一定時(shí)間,使氮滲入鍛件表面而形成滲氮層,這種工藝過(guò)程稱為滲氮。
鍛件的滲氮層性能具有高的表面硬度,滲氮鋼滲氮后表面硬度可達(dá)900-1200HV,所以,滲氮表面具有較高的耐磨性能。滲氮層具有較好的紅硬性。當(dāng)使用溫度高于200℃時(shí),滲碳表面的硬度和耐磨性明顯下降,而滲氮層的使用溫度高達(dá)550℃,其表面硬度和耐磨性沒(méi)有明顯變化。
滲氮層具有較高的抗膠合能力,這對(duì)于低速重載的鍛件也是很有益的一種特性。滲氮層中形成的表層最大殘余壓應(yīng)力明顯高于一般滲碳層。更重要的是滲氮層降低了缺口敏感性,使缺口試樣的疲勞強(qiáng)度接近于光滑試樣。
 
鍛件
 
滲氮層的化合物層具有高的化學(xué)穩(wěn)定性,從而具有比滲碳層更高的耐蝕性。由于滲氮層具有上述特性,加上滲氮過(guò)程環(huán)形鍛件變形比滲碳要小的多。因此,在環(huán)形鍛件上特別是一些容易變形而又不能采用磨削工藝的環(huán)形鍛件。近年來(lái),由于滲氮工藝和滲氮鋼材的發(fā)展,環(huán)形鍛件滲氮后的承載能力越來(lái)越高,應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大。
但是,滲氮處理由于滲層淺,表面脆性又較高,在重載大曲率半徑的環(huán)形鍛件上無(wú)法滿足高的接觸應(yīng)力,承載能力受到限制,無(wú)法替代深層滲碳。
 

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