因是400℃回火，故马氏体组织的痕迹未彻底消除，但碳化物有析出和聚集。母材为铁素体＋珠光体的变形组织。图3-451号试样焊缝热影响区显微组织形貌2号试样焊缝热影响区显微组织形貌示于图3-46。所以，1号的焊后热处理工艺对消除过热区不良组织意义不大。以上冷拔生产结果不难得出结论，母材的原始化学成分对其焊接后的组织与性能影响很大。在焊接工艺无法改变的情况下，要通过选择合适的材质，以达到预防焊接缺陷的目的。......
2025-09-29
氮碳共渗工艺及参数及其对材料性能的影响
【摘要】：工件表层同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的化学热处理工艺称为氮碳共渗。根据渗剂不同，可以分为固体氮碳共渗、液体氮碳共渗、气体氮碳共渗。氮碳共渗温度 氮碳共渗温度一般为570℃。对于高速钢刀具，氮碳共渗时间一般不要超出1.5h，目的是减少脆性。渗后冷却 氮碳共渗后工件一般应快冷。图2-41 氨气分解率与白亮层厚度的关系注：渗剂为氨+酒精，氮碳共渗工艺为570℃×3h。表2-26 常用材料气体氮碳共渗后渗层深度和表面硬度（续）
工件表层同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的化学热处理工艺称为氮碳共渗。根据渗剂不同，可以分为固体氮碳共渗、液体氮碳共渗、气体氮碳共渗。最常用的是气体氮碳共渗。
气体氮碳共渗工艺如下：
（1）常用渗剂 渗剂的化学成分要稳定，杂质要少。
1）直接向炉内滴入甲醇（或乙醇），并通入氨气。通氨气量与醇类滴量的产气量体积之比为（45～75）∶25。
2）含有氮、碳原子的有机化合物，如尿素、三乙醇胺、甲酰胺等。这类渗剂可单一使用，也可与其他有机化合物同时使用。
3）以氨气为主，添加二氧化碳、吸热式气氛、放热式气氛等任何一种气体。
（2）工装夹具 新炉和新夹具应预渗氮处理3～5h以上。有的渗氮罐在长期使用中出现氨分解率增高现象，为使氨分解率稳定，则需停炉后进行880～860℃×2～4h的退氮处理。
（3）局部防渗 对局部不需要共渗部位的防渗常用镀锡法。在防渗表面镀5～10μm的锡层，为防止共渗时，锡液流淌，镀锡后须加磷酸盐覆膜处理，也可以在表面镀8～15μm铜层。
（4）氮碳共渗温度 氮碳共渗温度一般为570℃。对于高铬工具钢（如Cr12MoV），为保证工件整体强度和热硬性，氮碳共渗温度才采用较低的温度（510～550℃），使之略低于工模具的回火温度；低碳钢可以取600～650℃。
（5）氮碳共渗时间 氮碳共渗时间一般采用2～4h。工件表面化合物层深度随时间增加而增加，达到6h后渗速明显减慢。希望通过延长时间增加渗层深度有一定局限性。渗层的表面硬度一般在2～3h出现最大值。
对于高速钢刀具，氮碳共渗时间一般不要超出1.5h，目的是减少脆性。
（6）炉内压力 炉内压力对表面硬度有明显影响，一般要≥0.2kPa。
（7）组织中白亮层的控制 氨气分解率与白亮层厚度的关系见图2-41。利用氨气分解率测定器（100等分刻度高度）测量分解率时，测定器中的水位高度刻度数（没有水部分的高度）即为氨气的名义分解率。(https://www.chuimin.cn)
（8）渗后冷却 氮碳共渗后工件一般应快冷。高合金钢可在油中或空气中冷却，以防开裂；碳钢、低合金钢、铸铁则可在水中或氯化钠水溶液中冷却。
快速冷却可使表面残留压应力进一步提高，从而显著提高工件的疲劳强度，并使表面色泽美观。
（9）氮碳共渗组织、硬度检测 按照JB/T4155—1999《气体氮碳共渗》和GB/T 11354—2005《钢铁零件 渗氮深度测定和金相组织检验》，对表面硬度、渗层深度以及组织进行检测。
图2-41 氨气分解率与白亮层厚度的关系
注：渗剂为氨+酒精，氮碳共渗工艺为570℃×3h。
（10）渗层深度和表面硬度 常用材料气体氮碳共渗后渗层深度和表面硬度见表2-26。
表2-26 常用材料气体氮碳共渗后渗层深度和表面硬度
（续）
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