碳氮共渗工艺doc

　　碳氮共渗是在奥氏体状态下，同时将碳、氮渗入工件表层，并以渗碳为主的化学热处理工艺。根据渗入温度可将碳氮共渗分为高温（790~920C）碳氮共渗和低温（520~580C）碳氮共渗。高温碳氮共渗以渗碳为主。如果不加限定，通常说的“碳氮共渗”指的就是高温碳氮共渗，又称奥氏体碳氮共渗。而低温碳氮共渗是以渗氮为主，又称软氮化，其实质是铁素体状态的氮碳共渗。

　　与渗碳和渗氮相比，碳氮共渗在工艺与渗层性能两方面均有其独特之处。渗氮处理能得到高硬度表层（1000 HV以上），因而具有高的耐磨性，但缺点是渗氮时间太长，高硬度扩散层很浅，次层硬度下降太快，致使工件不能承受大的工作负荷。渗碳处理时，高硬度表层较深，次层硬度下降缓慢，能承受大的负荷，但缺点是渗碳温度高、时间长，变形大，且耐磨性和接触疲劳性能较低。碳氮共渗兼有两者的优点：①氮降低了A1温度，所以共渗温度较低，工件不易过热，渗后可直接淬火，变形较小；②渗入速度较快，可大大缩短工艺周期；③表层硬度较高，渗层较深，硬度、耐磨性与疲劳强度较高，且承载能力比渗氮时大大提高。此外，氮提高过冷奥氏体的稳定性，故渗层淬透性较高。因此，碳氮共渗正取代薄层渗碳（层深 mm），应用越来越广。

　　碳氮共渗可分为固体碳氮共渗、液体碳氮共渗和气体碳氮共渗，目前主要为气体碳氮共渗。因此下面以气体碳氮共渗为基础，对比讨论渗入反应以及渗层成分、组织和性能的变化。

　　气体碳氮共渗通常使用渗碳气（载气＋富化气）＋1~10％氨气的气氛。此外，还有使用滴注苯或煤油＋氨气，以及滴注含碳氮的有机化合物（如三乙醇胺等）的气体碳氮共渗。

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　　氨通过稀释和与其他组分反应这两种作用也会影响到气氛的碳势（图1）。下图表明，氨的加入降低了气氛碳势，这种影响可能是通过提高气氛露点或是降低CH4含量而引起的。

　　为获得良好的力学性能，必须严格控制碳氮共渗表层的碳氮含量。碳氮含量过低，不能获得高硬度、高强度和合理的残余压应力分布；碳氮含量过高，淬火后残留奥氏体过多、出现大量不均匀的块状碳氮化物，使表层脆化，性能降低。一般认为，表层最佳