渗碳及碳氮共渗齿轮热处理质量检验综述

;齿轮的热处理质量直接关系到齿轮的使用寿命,而齿轮的热处理工艺通常有二种:渗碳及碳氮共渗,通用对层深、硬度及金相组织的检测,可以很好的控制齿轮的热处理质量。     

滴注式气体碳氮共渗过程的数学模型

介绍了以甲醇、煤油和氨作为渗剂，在实际生产条件下进行滴注式气体碳氮共渗工艺试验，将试验结果用数理统计的理论与方法建立了氧电势－碳势的数学模型，该数学模型用于齿轮碳氮共渗取得了令人满意的效果，根据渗层碳分布数学模型，对碳氮共渗过程的渗层深度和碳分布进行了计算机求解，计算值与实测值符合得较好。     

快速碳氮共渗研究

<正>碳氮共渗用于钢件表面化学热处理是一种行之有效的方法。它不仅由于碳氮原子的同时渗入,其渗层表面具有比渗碳更高的硬度、耐磨性和疲劳强度,而且有热处理以后变形小的特点。因此,碳氮共渗在国内外都得到了广泛的应用。对碳氮共渗机理的研究也日益加深。 传统的碳氮共渗工艺概括可分为固体、液体和气体三种。固体碳氮共渗由于生产效率低、劳动条件差,已很少应用。液休碳氮共渗以往常采用氰盐(NaCN、KCN等)作为共渗介质。由于氰盐极毒,易造成公害,因而它已被人们淘汰。目前,正在广泛使用的是气体碳氮共渗(包括软氮化),这朴工艺虽然效果良好,且无毒,但共渗时间仍然太长,生产效率无法再进一步提高。例如,共渗速度较快的软氮化工艺,共渗1～3小时,其渗层深度(包括扩散层)也只有0.1～0.2毫米。因此,国内外热处理工作者都在深入研究碳氮共渗的机理,寻找快速碳氮共渗的新方法、新工艺。 经过几年时间的探索和研究,我们找到了一种在含碳氮有机物的电解液中,用外加高压直流电的方法,把钢件作为阴极,促使碳氮原子从碳氮有机物中释放,并成为离子。碳氮离子在高压电场的作用下向钢件冲击;从而在短时间内使钢件表层的含碳量达到0.8％以上,含氮量达到0.45％以上。这已经达到了一般认为的气体碳氮共渗表层最佳碳氮浓度。大量实     

25MnTiBR钢碳氮共渗的试验研究

本文介绍了采用三乙醇胺加酒精的混合液体进行的滴注式气体碳氮共渗的试验研究,并对碳氮共渗件和渗碳件的某些机械性能进行了比较.试验的初步结果表明,采用气体碳氮共渗的25MnTiBR钢代替18CrMnTi钢制造手扶拖拉机小模数齿轮是切实可行的.     

气体碳氮硼三元共渗强化机理的探讨

本文对经750℃～850℃温度范围内碳氮硼三元共渗后的20钢试样进行了渗层相结构与性能分析。力学性能试验证明三元共渗的渗层具有比渗碳和碳氮共渗更优越的硬度和耐磨性。三元共渗渗层强化机理主要是马氏体固溶强化和高弥散度的第二相强化。x射线和电镜分析证明高弥散的第二相粒子中除有ε相(Fe_2N—Fe_3N)外,还有Fe_2B相。     

渗碳和碳氮共渗对钢表面残余应力的影响

本文对20、18CrMnTi、GCr15和W18Cr4V等钢种进行渗碳和碳氮共渗的化学热处理,并用x射线逐层测定渗层的残余应力,研究了渗层中残余应力的分布及其与热处理工艺的关系,得出了一些应力分布的规律及有用的结论。     

Q235钢快速碳氮共渗工艺

由于传统碳氮共渗剂存在污染环境的不足,采用气体碳氮共渗技术对Q235钢进行表面改性处理,探讨在850℃时不同的保温时间实现快速碳氮共渗处理的可行性。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损实验机等检测分析手段对渗层的显微组织、相组成、渗层厚度以及渗层的显微硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明：随着碳氮共渗时间的增长,显微组织越来越致密;渗层厚度增加,850℃下保温7 h时渗层的厚度达到最大,约为1400μm,显微组织也最致密。碳氮共渗层的相组成主要由碳化物（Fe3C）、氮化物（Fe3N）组成。渗层的显微硬度随着碳氮共渗时间的增加而增加,其中保温7 h时HV0.2最大达到7.97 GPa,是Q235钢的7.5倍。该工艺下渗层的耐磨性能提高显著。     

碳氮共渗层残余奥氏体与接触疲劳

本文用滚子试样研究了碳氮共渗层不同级别残余奥氏体与接触疲劳寿命的关系。试验结果表明,在20CrMnTi碳氮共渗层中5～5.5级残余奥氏体接触疲劳寿命最高。材料的洁净度对接触疲劳性能有较大的影响。文中对接触疲劳破坏的断口形貌、裂纹萌生部位及残余奥氏体的作用等进行了必要的讨论。     

稀土合金化氮碳共渗工艺的研究

在合金化渗氮的基础上，提出稀土合金化氮碳共渗新工艺，该工艺使氮碳共渗技术得到新的提高。40Cr结构钢（调质）：稀土合金化氮碳共渗4h后，表面硬度HV5Kg700，渗层深度0.297mm。     

薄层软化与渗碳、碳氮共渗接触疲劳性能的研究

本文研究了25MnTiBRe和18CrMnTi钢在0.6mm、1.0mm、1.3mm三种不同层深条件下,渗C、一般C—N共渗和薄层软化工艺及其对接触疲劳性能的影响。试验表明:同种材料制造承受较大负荷的齿轮或其它机件,无论在上述哪种渗层下,经三种不同工艺处理后,薄层软化工艺的接触疲劳强度最高,一般C—N共渗次之,渗C最差;在我们的试验范围内,无论哪种材料,哪种工艺,其接触疲劳强度都随渗层深度增加而提高;工艺和渗层相同情况下,25MaTiBRe比18CrMnTi钢的接触疲劳强度高。     

工件表面状态与氮碳共渗的相互影响

工件氮碳共渗处理前的表面状态（粗糙度、塑性形变、残留物以及表面化学膜等）都会在特定条件下对氮碳共渗的结果造成影响;同时,氮碳共渗又反作用于工件的表面状态,并使其表面状态发生相应的变化。     

45钢表面液相等离子体碳氮共渗

研究45钢在乙醇胺电解液中实现以渗碳为主的碳氮共渗,获得以高碳马氏体和含氮马氏体为主的表面改性层,使其硬度达到480 HV,为基体的1.5倍,结果表明:45钢进行液相等离子体碳氮共渗依赖于原子(离子)的吸附和扩散效应.弧光放电的电离过程产生的大量活性碳、氮原子(离子)被吸附到工件表面,同时弧光放电等离子体对工件的不断轰...     

碳氮共渗层中残余奥氏体对疲劳性能的影响

通过对碳氮共渗层中不同残余奥氏体含量的试样进行了接触疲劳和弯曲疲劳试验，证明共渗层中残余奥氏作为4～6级时，疲劳寿命最高。本文还对残余奥氏体在疲劳过程中的行为进行了分析。     

不锈钢气门离子氮碳共渗工艺方法探讨

通过对不锈钢21-4N气门工艺方法和工艺参数的探讨,阐述了一种适用于不锈钢气门离子氮碳共渗的较佳工艺方法,在此工艺方法处理下的不锈钢气门,可在确保尺寸精度的前提下获得高硬度、致密、耐腐蚀的表面渗层.     

硼钢碳氮共渗黑色组织的研究

硼钢碳氮共渗工艺控制不当时,容易在共渗层中出现表层和过渡区两类非马氏体黑色组织,它们的出现是渗层相应部位上淬透性不足的表现。这两类黑色组织产生的原因不同,因而工艺因素的影响也不尽相同。前者主要是由于合金元素的内氧化以及碳、氮化合物形成所引起的;后者是由于硼在渗层中发生了再分布以及硼的存在状态发生明显变化所引起的。 综合考虑避免硼钢碳氮共渗层的两类黑色组织,较合理的工艺是:采用较高的共渗温度,后期通氨,共渗期油量高些、氨量低些,渗后尽快冷却。     

气体碳氮硼三元共渗渗层的组成及其强化机理的探讨

本文在大量试验结果的基础上,对气体碳、氮、硼三元共渗渗层的组织带构和强化机理提出了初步看法,认为碳、氮、硼三元素同时固溶于马氏体所致的固溶强化是造成三元共渗渗层强化的主要原因,此外尺度约0.1μ的大量析出物弥散分布在马氏体基体上也具有一定的强化效果。     

不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度硬度的关系

通过对不锈钢21－4N在不同温度,不同保温时间下离子氮硕共渗处理,检测其渗层厚度,表面硬度,并根据相应的温度,时间,渗层厚度及表面硬度值描绘出关系曲线,从而阐述不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度,硬度之间的关系。     

气体氮碳共渗的发展

气体氮碳共渗不断发展的今天,涌现出众多新工艺:稀土氮碳共渗、合金化氮化、加压氮碳共渗等等。     

GCr15钢喷油嘴碳氮共渗工艺探讨

碳氮共渗是提高GCr15钢制喷油嘴性能的一种有效方法。为寻求较合理的工艺参数,本文介绍了几种共渗工艺试验,并分析了渗层组织、表面硬度及渗层硬度分布,不同回火温度下的硬度变化及冷处理对硬度和耐磨性的影响。     

一种以碳氮共渗取代渗碳对船用齿轮进行热处理的新工艺通过部级鉴定

由我院七系马茂元、常天义、刘兆域、宋伟、常铁军等同志和四川齿轮箱厂(468厂)共同研究的船用渗碳齿轮以碳氮共渗取代的新工艺课题经两年多的反复研究试验,圆满地完成了中船总公司下达的科研任务,最近通过了部级鉴定。自七十年代末期,气体碳氮共渗在我国农机、汽车等行业开始推广应用以来,取得了