前面所述的不銹鋼的各種熱處理,正火、退火、調質、固溶化、穩定化、滲氮、氮碳共滲、高頻感應淬火等,都是為使工件達到某種功能要求所采用的獨立的熱處理方法。如果把兩種或兩種以上的熱處理方法,或把熱處理與表面處理結合起來,將對工件功能的發揮有更好的作用。在發揮各工藝特長的同時,具有特殊的復合效果。
一、滲氮+整體淬火
在談到亞洲歐美色綜合一區二區在線:不銹鋼滲氮熱處理時,曾指出為保證滲氮效果,作為滲氮的預備處理,對氮化材料應進行預先熱處理。對于馬氏體不銹鋼,滲氮前的預先熱處理通常采用調質處理,即淬火后高溫回火處理。現在這里講的滲氮+整體淬火則是以提高零件功能效果為目標的復合熱處理。
用(yong)(yong)馬氏(shi)體(ti)鋼(gang)制作(zuo)有高強(qiang)度(du)(du)、耐磨、耐疲勞要求的零(ling)(ling)件時(shi),需對零(ling)(ling)件進(jin)行整體(ti)淬火后再低溫回火。眾(zhong)所周知,馬氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)淬火冷(leng)卻(que)時(shi),表(biao)(biao)面(mian)(mian)層先冷(leng)卻(que)到馬氏(shi)體(ti)轉變點(dian)(dian)M.以下,先發(fa)生(sheng)(sheng)馬氏(shi)體(ti)轉變,此時(shi),表(biao)(biao)面(mian)(mian)組織轉變層會發(fa)生(sheng)(sheng)體(ti)積膨脹(zhang),心(xin)部仍處(chu)于奧氏(shi)體(ti)狀態(tai),體(ti)積沒有變化(hua),這(zhe)使(shi)得表(biao)(biao)面(mian)(mian)受(shou)(shou)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)力,心(xin)部受(shou)(shou)拉應(ying)(ying)力,而(er)當(dang)零(ling)(ling)件繼(ji)續冷(leng)卻(que)時(shi),心(xin)部溫度(du)(du)降(jiang)低到M,點(dian)(dian),開始(shi)發(fa)生(sheng)(sheng)馬氏(shi)體(ti)轉變,先已冷(leng)卻(que)并(bing)發(fa)生(sheng)(sheng)轉變的表(biao)(biao)層已處(chu)于冷(leng)硬狀態(tai),這(zhe)時(shi),心(xin)部由于組織轉變發(fa)生(sheng)(sheng)的體(ti)積膨脹(zhang)受(shou)(shou)到限制,承(cheng)受(shou)(shou)壓(ya)(ya)應(ying)(ying)力,而(er)表(biao)(biao)面(mian)(mian)承(cheng)受(shou)(shou)拉應(ying)(ying)力,即淬火完成后,零(ling)(ling)件表(biao)(biao)面(mian)(mian)處(chu)于殘(can)留拉應(ying)(ying)力狀態(tai)。這(zhe)種殘(can)留拉應(ying)(ying)力將降(jiang)低零(ling)(ling)件工作(zuo)時(shi)的疲勞強(qiang)度(du)(du),降(jiang)低零(ling)(ling)件的使(shi)用(yong)(yong)壽命。
如果在工件淬火之前(qian),先(xian)進行滲氮(dan)處(chu)理,這時,零(ling)件表面層含有(you)較高的(de)氮(dan)量。氮(dan)元素對金(jin)屬(shu)組織(zhi)的(de)影響類似于碳和鎳(nie),擴大了奧(ao)氏體相區,穩定(ding)了奧(ao)氏體,見(jian)圖(tu)7-11,并且氮(dan)的(de)這種(zhong)作用(yong)相當于鎳(nie)的(de)20倍(bei)。
由于氮(dan)元素的(de)作用奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)穩定性(xing)的(de)增(zeng)加,降低(di)了(le)馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變點Ms。這使零(ling)件表(biao)(biao)面(已滲(shen)(shen)氮(dan)部分)的(de)Ms 遠低(di)于心部,在以后淬(cui)火冷卻時,雖然(ran)(ran)表(biao)(biao)面層先冷卻,但發(fa)(fa)生馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變的(de)時間卻遲于心部,即(ji)已被滲(shen)(shen)氮(dan)的(de)表(biao)(biao)面層比心部后發(fa)(fa)生馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉變,所以,最終零(ling)件的(de)表(biao)(biao)面(已被滲(shen)(shen)氮(dan)再淬(cui)火部分)殘留了(le)壓(ya)應力,這當然(ran)(ran)會(hui)提高(gao)零(ling)件的(de)抗疲(pi)(pi)勞能力。有研究(jiu)表(biao)(biao)明(ming),先滲(shen)(shen)氮(dan)再淬(cui)火的(de)零(ling)件可提高(gao)疲(pi)(pi)勞壽命(ming)3~6倍。如果零(ling)件滲(shen)(shen)氮(dan)、淬(cui)火后再進行冷處理,會(hui)進一步增(zeng)加表(biao)(biao)面層的(de)壓(ya)應力,提高(gao)零(ling)件疲(pi)(pi)勞壽命(ming)的(de)效果會(hui)更好。
二、滲氮+高頻感應加熱表面淬(cui)火(huo)
經過(guo)滲氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)工件(jian)一般不再(zai)進行其他熱處(chu)理,但因氮(dan)(dan)化層(ceng)較薄,有(you)時承受(shou)不了較大的(de)(de)(de)表面(mian)(mian)壓力(li),特(te)別(bie)是馬(ma)氏體(ti)(ti)不銹鋼滲層(ceng)只能達(da)(da)到0.1~0.3mm,為此,可(ke)在(zai)滲氮(dan)(dan)后(hou)再(zai)進行一次(ci)高(gao)(gao)頻(pin)感應加熱表面(mian)(mian)淬火,不僅高(gao)(gao)頻(pin)淬火硬化層(ceng)厚可(ke)達(da)(da)1.2~1.5mm,而且(qie)已滲氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)工件(jian)表面(mian)(mian)層(ceng)的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)原子會(hui)向工件(jian)內部擴散(san),提高(gao)(gao)了滲氮(dan)(dan)層(ceng)深度,同(tong)時,工件(jian)表面(mian)(mian)獲得的(de)(de)(de)是固溶氮(dan)(dan)和碳(tan)的(de)(de)(de)細馬(ma)氏體(ti)(ti),也提高(gao)(gao)了表面(mian)(mian)硬度。
可見,滲氮層再進(jin)行(xing)一(yi)次高頻(pin)表面淬火的(de)復合(he)熱處(chu)理,不僅保留了(le)氮化的(de)功能(neng),還進(jin)一(yi)步提高了(le)功能(neng)質量(liang)。
三、滲(shen)(shen)氮(dan)+低溫滲(shen)(shen)硫
不銹鋼經(jing)滲(shen)氮(dan)后,獲得了(le)(le)較高的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)硬度,在(zai)(zai)提高工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)磨(mo)(mo)粒磨(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)和(he)疲(pi)勞磨(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)方面(mian)起到(dao)良好的(de)(de)(de)(de)作用,但是(shi),在(zai)(zai)工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)實際的(de)(de)(de)(de)使用工(gong)(gong)況中,也可能還存在(zai)(zai)黏(nian)著(zhu)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun),抵抗這種(zhong)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)單(dan)靠表(biao)面(mian)硬度是(shi)不夠的(de)(de)(de)(de),還應設法降低表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)摩擦系數,為此,對滲(shen)氮(dan)工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)表(biao)面(mian)再進行一次以產(chan)生化學膜為目的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝處理(li)是(shi)必要的(de)(de)(de)(de),滲(shen)硫即是(shi)產(chan)生化學膜的(de)(de)(de)(de)有效方法之(zhi)一。采(cai)用低溫(wen)滲(shen)硫,在(zai)(zai)硬滲(shen)氮(dan)表(biao)面(mian)形(xing)成軟(ruan)的(de)(de)(de)(de)、均勻的(de)(de)(de)(de)FeS薄膜,在(zai)(zai)摩擦中起到(dao)自(zi)潤(run)滑作用,增加(jia)了(le)(le)工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)抗黏(nian)著(zhu)磨(mo)(mo)損(sun)(sun)(sun)能力。
四、高頻表(biao)面(mian)淬火+低(di)溫滲硫(liu)
這種復合(he)處理(li)的(de)作(zuo)用(yong)相(xiang)似于滲(shen)氨(an)+低溫滲(shen)硫復合(he)處理(li)的(de)作(zuo)用(yong)。
硬的高(gao)頻淬火表(biao)面與(yu)軟的滲硫膜的同時存在,改善了工(gong)件表(biao)面的功(gong)能。
當然,采用復合(he)(he)處(chu)理(li)時,首先(xian)應選擇正(zheng)確的復合(he)(he)處(chu)理(li)方式和組合(he)(he),其(qi)次,要考慮(lv)兩種處(chu)理(li)的相互作用并合(he)(he)理(li)安(an)排(pai)處(chu)理(li)程(cheng)(cheng)序,以防(fang)止程(cheng)(cheng)序安(an)排(pai)不當引起的不良影響。