氮碳共渗处理对件的组织和性能影响分析

1.氮碳共渗件的组织

钢铁材料于600℃以下氮碳共渗处理后的组织与渗氮层组织大致相同。由于碳的作用，化合物层的成分有所变化，碳素钢及铸铁工件由表及里为：以Fe₂～3（N，C）为主、含有Fe₄N的化合物层，有γ′针析出的扩散层（弥散相析出层）和以含氮铁素体α（N）为主的过渡层。在合金钢中，还含有Cr、Al、Mo、V、Ti等元素与氮结合的合金氮化物。HT250氮碳共渗层组织如图7-24所示。

图7-24 HT250氮碳共渗层组织 200×

2.氮碳共渗件的性能

（1）硬度及耐磨性 氮碳共渗层深度与表面硬度见表7-25。

表7-25 氮碳共渗层深度与表面硬度

（续）

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图7-25 45钢气体氮碳共渗、盐浴氮碳 共渗及未处理工件的耐磨性对比

图7-25所示为45钢气体氮碳共渗、盐浴氮碳共渗及未处理工件的耐磨性对比。由图7-25可见，氮碳共渗处理工件的耐磨性比未处理工件的耐磨性显著提高。

（2）抗咬合性及疲劳强度 表7-26列出了部分材料氮碳共渗层的抗咬合性及疲劳强度。一般工件氮碳共渗后其疲劳极限提高20%以上。

（3）耐蚀性 各种材料（不锈钢除外）氮碳共渗后的耐蚀性普遍提高，具有耐大气、雨水（与镀锌、发蓝相当）及抗海水腐蚀（与镀镉相当）的性能。不同方法处理的42CrMo试样，在质量分数为3%NaCl及质量分数为0.1%H₂O₂的水溶液中浸泡22h，其耐蚀性见表7-27。

表7-26 部分材料氮碳共渗层的抗咬合性及疲劳强度

表7-27 不同表面处理后的耐蚀性