渗氮钢(合金调质钢)的预备热处理由东宇东庵热处理为您介绍,
良好的渗氨用钢除了要求表面层的性能外,还同时要求心部也具有良好的力学性能,只有当心部获得良好的力学性能时,比较薄的渗氮层才能更好地抵抗压陷,承受各种应力并充分发挥硬化层的作用,为此,渗氮钢的含碳量一般在0.25%~0.45%(质量分数)范围内,属于调质钢类,合金化原则按调质钢考虑,加入铝的主要目的是明显提高渗氨层硬度及耐磨性。38CrMoAlA 钢是典型的传统用渗氮钢,应用较为普遍,但缺点也比较严重。下面以38CrMoAIA钢为例,分析渗氮前的预备热处理工艺。
38CrMoAlA 钢制渗氮零件的一-般工艺流程:锻造→退火(或正火+高温回火)→粗加工→调质→半精加工→去应力退火→精加.工→渗氮-精研(磨)→装配。
锻造后进行退火处理或正火加高温回火处理,目的是细化晶粒,均匀组织,消除铁素体的方向性和内应力,改善机械加工性能,并为后续的调质处理做好组织准备。退火温度常用860~870℃,硬度≤229HBS。正火温度选用930~970℃,高温回火700~720℃,硬度≤229HBS.
渗氮前的调质是为了获得均匀而致密的回火索氏体组织,保证心部的力学性能,并有利于获得均匀一致的渗氮层。
调质处理的淬火和回火工艺规范对渗氮质量和钢的性能都有很大影响。铝是强烈稳定铁素体的元素,致使38CrMoAlA钢的Aa升高至940℃,其淬火加热温度应略高于Ac,一般取940~960℃,保温时间也应明显延长(约为一般合金结构钢的1.5倍),以确保铁素体能充分溶解。如果欠热。铁素体溶解不完全,渗氮时局部氮的浓度过高、会出现很大的脆性,容易剥落,同时心部铁素体量增多、可能存在大块状游离铁素体,致使强度及韧性降低,一般规定游离铁素体的含量不允许大于15%。如果过热,除加剧脱碳倾向外,由于奥氏体晶粒粗大,渗氮时氮化物优先沿晶界伸展,在渗氮层中出现明显的波纹状或网状氮化物,也使脆性增加。另外,由于铝和钼的存在,这种钢的脱碳倾向严重,调质前要留有足够的加丁.余量,以保证调质件在机械加工过程中将脱碳层全部除去。
回火温度的高低不仅影响硬度,还对渗氮有直接影响((表3-10)。回火温度低,碳化物弥散度大,对氮渗入的阻力大,渗氮速度慢,然而渗层与心部的硬度却比较高。回火温度增高,硬度降低,渗层深度增加,但对渗层硬度影响不大。常用回火温度为600~680℃回火时间2~4h 以上。对于精密工件,在调质后的半精加.工后,要进行1~2次去应力处理,以消除加工应力,减少工件在渗氮中的畸变。去应力退火温度比调质回火温度要低20~30℃,保温时间3~10h。然后再进行精加工、渗氮和精研。