化学热处理碳氮共渗层组织的两大缺陷

　　

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　　碳氮共渗是以渗碳为主,其性能和工艺方法等与渗碳基体相似。但是碳氮共渗有两个缺陷，即粗大碳氮化物和黑色组织。其形成原因不相同，预防措施不同，修正方法也不同。

　　

　　粗大碳氮化物

　　

　　形成原因：表面碳氮含量过高，以及碳氮共渗温度较高时，模具表层会出现密集的粗大条块状碳氮化物。共渗温度较低炉气氮势过高时，模具表面会出现连续的碳氮化合物。

　　

　　预防措施：需要严格控制碳势，尤其是共渗初期，严控氨的加入量。

　　

　　返修方法：正火或调质处理。

　　

　　黑色组织

　　

　　形成原因：

　　

　　①黑色点状组织主要发生在离表面40um深度内，可能是孔洞。产生原因是共渗初期炉气氮势过高，渗层中氮含量过大，碳氮共渗时间较长时碳浓度增高，发生氮化物分解及脱氮过程，原子氮变成分子氮而形成孔洞。

　　

　　②表面黑带组织出现在距离渗层表面0~30um的范围内。主要是由于形成合金元素的氧化物、氮化物和碳化物等小颗粒，使奥氏体中合金元素贫化，淬透性降低，而形成托氏体。

　　

　　③黑色网位于黑带内侧伸展深度较大的范围内。这是由于碳、氮晶间扩散，沿晶界形成Mn、Ti等合金元素的碳氮化物，降低附近奥氏体中合金元素的含量，淬透性降低，形成托氏体。

　　

　　④过渡区黑带出现于过渡区，主要是由于过渡区的铬和锰生成碳氮化合物后使局部合金化程度降低，从而出现托氏体。

　　

　　返修方法：防止黑色组织出现，渗层中氮的含量不宜过高，一般超过0.5%易出现点状黑色组织。渗层中氮含量不宜过低，否则容易出现托氏体网。为抑止托氏体网，提高淬火加热温度和采用冷却能力较强的淬火介质。也可采用抛丸强化补救。

　　

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