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91香蕉視頻app: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。
用馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼制作有(you)(you)高(gao)強度、耐(nai)磨(mo)、耐(nai)疲勞要求的(de)零(ling)(ling)件時(shi),需對零(ling)(ling)件進行整(zheng)體(ti)(ti)淬火(huo)后(hou)再(zai)低(di)溫回火(huo)。眾所周知,馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)不銹鋼淬火(huo)冷卻(que)時(shi),表(biao)(biao)面(mian)(mian)層先(xian)冷卻(que)到馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變點M.以下(xia),先(xian)發(fa)(fa)(fa)生馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變,此時(shi),表(biao)(biao)面(mian)(mian)組織(zhi)轉(zhuan)(zhuan)變層會發(fa)(fa)(fa)生體(ti)(ti)積膨脹,心(xin)部(bu)(bu)仍處(chu)于奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)狀態,體(ti)(ti)積沒有(you)(you)變化,這使得(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)受(shou)壓(ya)應力(li)(li),心(xin)部(bu)(bu)受(shou)拉(la)應力(li)(li),而當(dang)零(ling)(ling)件繼續冷卻(que)時(shi),心(xin)部(bu)(bu)溫度降低(di)到M,點,開始發(fa)(fa)(fa)生馬(ma)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)(zhuan)變,先(xian)已(yi)冷卻(que)并發(fa)(fa)(fa)生轉(zhuan)(zhuan)變的(de)表(biao)(biao)層已(yi)處(chu)于冷硬狀態,這時(shi),心(xin)部(bu)(bu)由于組織(zhi)轉(zhuan)(zhuan)變發(fa)(fa)(fa)生的(de)體(ti)(ti)積膨脹受(shou)到限制,承受(shou)壓(ya)應力(li)(li),而表(biao)(biao)面(mian)(mian)承受(shou)拉(la)應力(li)(li),即淬火(huo)完(wan)成后(hou),零(ling)(ling)件表(biao)(biao)面(mian)(mian)處(chu)于殘留拉(la)應力(li)(li)狀態。這種殘留拉(la)應力(li)(li)將降低(di)零(ling)(ling)件工作時(shi)的(de)疲勞強度,降低(di)零(ling)(ling)件的(de)使用壽(shou)命(ming)。
如果在(zai)工件(jian)淬火之前,先進行滲氮處理,這時(shi),零件(jian)表(biao)面層含有較高的氮量。氮元(yuan)素(su)對金屬(shu)組(zu)織的影(ying)響(xiang)類似于碳和鎳(nie),擴大(da)了奧氏體(ti)相區,穩定了奧氏體(ti),見圖7-11,并且氮的這種作(zuo)用相當于鎳(nie)的20倍。
由(you)于(yu)氮元素的作用(yong)奧(ao)氏(shi)體(ti)穩定(ding)性的增加,降低了馬氏(shi)體(ti)轉變點Ms。這(zhe)使零(ling)件(jian)表(biao)面(mian)(已滲(shen)(shen)氮部分(fen))的Ms 遠低于(yu)心(xin)部,在以(yi)后(hou)淬(cui)火(huo)冷(leng)卻時(shi),雖然表(biao)面(mian)層(ceng)先冷(leng)卻,但發(fa)生馬氏(shi)體(ti)轉變的時(shi)間卻遲(chi)于(yu)心(xin)部,即(ji)已被滲(shen)(shen)氮的表(biao)面(mian)層(ceng)比心(xin)部后(hou)發(fa)生馬氏(shi)體(ti)轉變,所以(yi),最終零(ling)件(jian)的表(biao)面(mian)(已被滲(shen)(shen)氮再淬(cui)火(huo)部分(fen))殘留了壓應力(li)(li),這(zhe)當(dang)然會提高零(ling)件(jian)的抗疲(pi)勞能力(li)(li)。有研(yan)究(jiu)表(biao)明,先滲(shen)(shen)氮再淬(cui)火(huo)的零(ling)件(jian)可提高疲(pi)勞壽(shou)命3~6倍。如果零(ling)件(jian)滲(shen)(shen)氮、淬(cui)火(huo)后(hou)再進行冷(leng)處理(li),會進一步(bu)增加表(biao)面(mian)層(ceng)的壓應力(li)(li),提高零(ling)件(jian)疲(pi)勞壽(shou)命的效果會更好。
二、滲氮(dan)+高頻感應(ying)加(jia)熱(re)表面淬火
經過滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)工件一(yi)般不再進行其他熱處理,但因氮(dan)(dan)(dan)化層較薄(bo),有(you)時承受不了較大的(de)(de)表(biao)面(mian)壓力,特別是馬(ma)氏體(ti)不銹鋼(gang)滲(shen)(shen)層只能達到0.1~0.3mm,為此(ci),可在(zai)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)后(hou)再進行一(yi)次(ci)高頻感應(ying)加熱表(biao)面(mian)淬火,不僅(jin)高頻淬火硬化層厚(hou)可達1.2~1.5mm,而且已滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)工件表(biao)面(mian)層的(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)原子會向工件內(nei)部擴散,提高了滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)層深度(du),同(tong)時,工件表(biao)面(mian)獲得(de)的(de)(de)是固(gu)溶氮(dan)(dan)(dan)和碳的(de)(de)細馬(ma)氏體(ti),也提高了表(biao)面(mian)硬度(du)。
可見,滲氮層再進行一(yi)次高頻表面淬火(huo)的(de)復合熱(re)處理,不僅(jin)保(bao)留了(le)氮化的(de)功能(neng),還進一(yi)步提高了(le)功能(neng)質量(liang)。
三(san)、滲氮(dan)+低(di)溫滲硫
不銹鋼經(jing)滲(shen)氮后,獲得了(le)較高的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度,在提高工(gong)(gong)件磨(mo)(mo)(mo)粒磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)和(he)疲勞磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)方(fang)面(mian)(mian)(mian)起到(dao)良好(hao)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong),但(dan)是(shi),在工(gong)(gong)件實際的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)工(gong)(gong)況中,也可能(neng)還存在黏著(zhu)磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun),抵抗(kang)這種磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)單靠表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)硬度是(shi)不夠的(de)(de)(de),還應設法降(jiang)低(di)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)摩(mo)擦系數(shu),為此,對(dui)滲(shen)氮工(gong)(gong)件表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)再(zai)進行一次以產生化(hua)(hua)學(xue)(xue)膜(mo)為目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝處理是(shi)必要(yao)的(de)(de)(de),滲(shen)硫即(ji)是(shi)產生化(hua)(hua)學(xue)(xue)膜(mo)的(de)(de)(de)有效(xiao)方(fang)法之一。采用(yong)(yong)低(di)溫滲(shen)硫,在硬滲(shen)氮表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)形成軟的(de)(de)(de)、均(jun)勻的(de)(de)(de)FeS薄膜(mo),在摩(mo)擦中起到(dao)自潤(run)滑作(zuo)(zuo)用(yong)(yong),增加了(le)工(gong)(gong)件表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)抗(kang)黏著(zhu)磨(mo)(mo)(mo)損(sun)(sun)能(neng)力。
四(si)、高(gao)頻表(biao)面淬火+低溫滲硫
這種復合(he)處理的作(zuo)用(yong)相(xiang)似于滲氨+低溫滲硫復合(he)處理的作(zuo)用(yong)。
硬的(de)高頻淬火(huo)表面(mian)與軟的(de)滲硫膜的(de)同時存在,改善(shan)了工件表面(mian)的(de)功能。
當然,采用復(fu)(fu)合(he)(he)處(chu)理(li)(li)時(shi),首先(xian)應選擇(ze)正(zheng)確的復(fu)(fu)合(he)(he)處(chu)理(li)(li)方(fang)式和(he)組(zu)合(he)(he),其次(ci),要(yao)考慮兩種處(chu)理(li)(li)的相(xiang)互(hu)作用并合(he)(he)理(li)(li)安排處(chu)理(li)(li)程(cheng)序,以防止程(cheng)序安排不當引(yin)起(qi)的不良影響。