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常用的离子渗氮材料

1．离子渗氮

离子渗氮是目前工业上应用最广、最成熟的离子热处理工艺，其最大特点是：①渗层组织和相组成可以控制，通过调整工艺参数，可获得纯扩散层、单相化合物层等；②渗速较快，渗层脆性小、质量好；③可进行低温（400～500℃）离子渗氮，以及对奥氏体不锈钢无需预处理便可进行离子渗氮。目前，离于渗氮的技术关键是如何根据其特点，结合工件服役条件，合理选取工艺参数。（温度、电压、炉压、时间及工作气体），获得所需的最佳渗层，以期充分提高离子渗氮效能与成本之比。例如，精密零件，要求尺寸变形小，表面硬度高，同时要求耐磨、耐蚀的奥氏体不锈钢，则宜选低温离子渗氮。

目前该工艺的进展，主要是扩大应用范围，如工具、模具，钛合金和铝合金以及不锈钢的离子渗氮工艺的开发。

（图片）

奥氏作不锈钢离子渗氮，可有效地提高其耐磨性能，但耐蚀性却下降。自80年代中期以来，不锈钢离子渗氮有了重大进展。奥氏体不锈钢离子渗氮，可获得不同的相组成。温度超过500℃，可形成由γ´、ε、CrN、γ和α相组成的复合渗层，硬度高（1400HV），层厚大于200μm，从而明显改善其耐磨、抗胶合性能，但由于渗层中有Cr的氮化物析出，导致基体中Cr的减少，使其耐蚀性变坏。试验发现，奥氏体不锈钢的渗层硬度、耐磨性和抗腐蚀性能随渗氮温度降低而增高。不同温度离子渗氮后的阳极极化曲线（NaCI的质量分数为3％），如图1所示，经500℃×10h渗氮，即能提高腐蚀电位，而450℃渗氛时，Cr的氮化物析出被抑制，而形成含有无特征的“S-相”单相层，比未处理的不锈钢有更宽的纯化电位，具有优良的耐腐蚀性能，而且硬度高（约1600HV），可获得同时改善耐磨和耐蚀的渗氮层，该工艺已在欧洲获得了工业应用。

常用的离子渗氮材料

类别	牌号
碳素结构钢	08(F)、10、15、20、45、60
合金结构钢	20MnV、20SiMn2MoV、25SiMn2MoV、37SiMn2MoV、 15MnVB、20MnVB、40MnVB、20SiMnVB、15Cr、20Cr、30Cr、 35C、40Cr、15CrMo、38CrSi、20CrMo、30CrMo、35CrMo、42CrMo、12CrMoV、35CrMoV、25Cr2MoVA、20Cr3MoWVA、 38CrMoAl、20CrV、40CrV、50CrVA、15CrMn、20CrMn、40CrMn、20CrMnSi、25CrMnSi、30CrMnSi、30CrMoAl、30CrMnAl、30CrMnSiA、20CrMnMo、40CrMnMo、20CrMnTi、30CrMnTi、12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、45CrNiMoVA、18Cr2Ni4WA、25Cr2Ni4WA
不锈耐酸钢耐热钢	1Cr17、1Cr13、2Cr13、7Cr17、1Cr18Ni9、OCr17Ni7Al、 1Cr5Mo、1Cr13Mo、4Cr9Si2、4Cr14Ni14W2Mo
合金工具钢	Cr12、Cr12MoV、Cr6WV、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、 4Cr5MoSiV1、4Cr5MoSiV
高速工具钢	W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2
球墨铸铁	QT600-3、QT700-2
钛合金	TA2 、TA4 、TA7

6/26/2005


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