什麼樣的鋼材可以滲碳滲氮

1. 金屬熱處理滲碳和滲氮的區別

滲碳和滲氮的區別

1、概念不同：滲氮，是在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。滲碳一般是針對鋼來說，鋼的滲碳就是鋼件在滲碳介質中加熱保溫，使碳原子滲入鋼件表面，使其表面的碳濃度發生改變，從而獲得具有一定表面含碳量和一定濃度梯度的熱處理工藝。

2、介質不同：滲氮的介質是氮原子，常見有液體滲氮、氣體滲氮、離子滲氮。滲碳的介質是碳原子。

3、適用的鋼不同：滲碳適用於低碳鋼，滲氮適用於中碳鋼。

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滲碳零件注意事項: 

(1)滲碳前的預處理正火--目的是改善材料原始組織、減少帶狀、消除魏氏組織,使表面粗糙度變細,消除材料流線不合理狀態。正火工藝;用860--980C空冷、179--217HBS 

(2)滲碳後需進行機械加工的工件,硬度不應高於30HRC。 

(3)對於有薄壁溝槽的滲碳淬火零件,薄壁溝槽處不能先於滲碳之前加工。 

(4)不得用鍍鋅的方法防滲碳。

滲氮零件注意事項: 

(1)滲氮前的預備熱處理調質--滲氮工件在滲氮前應進行調質處理,以獲得回火索氏體組織。調質處理回火溫度一般高於滲氮溫度。 

(2)滲氮前的預備熱處理去應力處理--滲氮前應盡量消除機械加工過程中產生的內應力以穩定零件尺寸。消除應力的溫度均應低於回火溫度,保溫時間比回火時間要長些,再緩慢冷卻到室溫。

(3)滲氮零件的表面粗糙度Ra應小於1.6um,表面不得有拉毛、碰傷及生銹等缺陷。不能及時處理的零件須塗油保護,以免生銹。

(4)含有尖角和銳邊的工件,不宜進行氮化處理。 

(5)表面未經磨削處理的工件,不得進行氮化。

2. 45鋼能進行滲氮處理嗎

45鋼當然可以滲氮處理。但由於45#鋼是中碳鋼，滲氮後難以取得高硬度，只可以得到具有一定耐磨性和抗耐蝕性能的滲層，建議進行軟氮化處理。

滲氮後零件雖然具有高硬度、高耐磨性和高的疲勞強度,但只是表面很薄的一層(鉻鉬鋁鋼於500--540C經35--65h滲氮層深只達0.3--0.65mm) ，必須有強而韌的心部組織作為滲氮層的堅實基底,才能發揮滲氮的最大作用。

如果用碳鋼進行滲氮,形成Fe 4N和Fe 2N較不穩定。溫度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的硬度,並且其心部也不能具有更高的強度和韌性。

為了在表面得到高硬度和高耐磨性,同時獲得強而韌的心部組織,必須向鋼中加入一方面能與氮形成穩定氮化物,另外還能強化心部的合金元素.如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成穩定的化合物.其中Cr、W、Mo、V還可以改善鋼的組織,提高鋼的強度和韌性。

當前專門用於滲氮的鋼種是38CrMoAlA,其中鋁與氮有極大的親和力,是形成氮化物提高滲氮層強度的主要合金元素，AlN很穩定,到約1000C的溫度在鋼中不發生溶解，由於鋁的作用使鋼具有良好的滲氮性能,此鋼經過滲氮表面硬度高達1100--1200HV(相當67--72HRC)。

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注意事項：

1、滲氮前的預備熱處理調質--滲氮工件在滲氮前應進行調質處理,以獲得回火索氏體組織.調質處理回火溫度一般高於滲氮溫度。

2、滲氮前的預備熱處理去應力處理--滲氮前應盡量消除機械加工過程中產生的內應力以穩定零件尺寸.消除應力的溫度均應低於回火溫度,保溫時間比回火時間要長些,再緩慢冷卻到室溫.斷面尺寸較大的零件不宜用正火.工模具鋼必須採用淬火回火,不得用退火。

3、滲氮零件的表面粗糙度Ra應小於1.6um,表面不得有拉毛、碰傷及生銹等缺陷.不能及 時處理的零件須塗油保護,以免生銹.吊裝入爐時再用清潔汽油擦凈以保證清潔度。

4、含有尖角和銳邊的工件,不宜進行氮化處理。

5、局部不氮化部位的保護,不宜用留加工餘量的方法。

6、表面未經磨削處理的工件,不得進行氮化。

參考資料：網路-滲氮

3. 表面要求滲氮的齒輪,應該要什麼材料以及工藝路線

齒輪一般是滲碳的比較多，用低碳鋼和低合金鋼如20，和20Cr等

滲氮的用Cr的合金鋼

滲氮一般變形很小，可以不需要磨削，但是有「長大現象」，設計的時候要考慮

我在設計中很少用到滲氮，就一次是個大花鍵，由於找不到廠家有這么大的磨削磨床，所以最後改為滲氮了，就不磨削了，硬度較高1000HV以上

4. 滲碳和滲氮適合什麼材料什麼情況下使用

滲碳通常都是低碳鋼，滲碳的原理就是利用在氣體和工件間的碳濃度差異。38CrMoAl是滲氮鋼的成內分，在這個成容分上滲氮效果最好，現在使用的滲氮鋼基本都是從它衍生而來的。
滲氮和滲碳都是表面處理技術的一種，例如齒輪，通過對齒的表面滲碳和滲氮處理，提高表面的強度和耐磨性，而裡面及基體還是保持原來的的韌性。

5. 滲碳熱處理常用的鋼材種類有哪些

滲碳鋼大致可分為碳素滲碳鋼和合金滲碳鋼。滲碳鋼中碳的質量分數一般約為0.1%～0.3%，其牌號主要是鋼和20鋼。這類滲碳鋼經滲碳及隨後的淬火、同火處理，其表面硬度可以達到58～64HRC，具有較好的耐磨性。但是由於這類滲碳鋼的淬透性較低，只能適用於心部強度要求不高、承受負載較小的小尺寸零件，如襯套、鏈條片以及量具、夾具等。
合金滲碳鋼由於是在低碳碳素鋼的基礎上，加入了各種不同化學成分的合金元素，如Cr、Mo、Ni、Mn、Ti、V等，可抑制奧氏體晶粒長大，提高淬透性和增加回火穩定性，所以，能改善滲碳鋼的工藝性能。這類合金滲碳鋼主要用於製作軸類、齒輪類、銷桿類、鏈輪類等承受負載較大的零件。按照淬透性的大小，合金鋼滲碳鋼還可分為以下三類：淬透性一般的滲碳鋼，如15Cr、20Cr和20MnV等；淬透性較好的滲碳鋼，如20CrMo、20CrMnTi等；淬透性最好的滲碳鋼，如12CrNi3A、12Cr2Ni4A和18Cr2Ni4WA等。
滲碳用鋼的選用應根據工件的服役條件及尺寸的大小來確定。對承受一定沖擊載荷、有一定耐磨要求的工件，如起重、采礦、運輸等設備的普通齒輪，可選用20CrMo鋼和20CrMnTi鋼等；對承受重載及尺寸較大的工件，如大型軋鋼機減速器齒輪、大型錐齒輪、坦克齒輪等，可選用12Cr2Ni4A鋼或18Cr2Ni4WA鋼等。
還可以根據淬透性不同，可將滲碳鋼分為三類：
①低淬透性滲碳鋼：典型鋼種如20、20Cr等，其淬透性和心部強度均較低，水中臨界直徑不超過20~35mm。只適用於製造受沖擊載荷較小的耐磨件，如小軸、小齒輪、活塞銷等。
②中淬透性滲碳鋼：典型鋼種如20CrMnTi等，其淬透性較高，油中臨界直徑約為25~60mm，力學性能和工藝性能良好，大量用於製造承受高速中載、抗沖擊和耐磨損的零件，如汽車、拖拉機的變速齒輪、離合器軸等。
③高淬透性滲碳鋼：典型鋼種如18Cr2Ni4WA等，其油中臨界直徑大於100mm，且具有良好的韌性，主要用於製造大截面、高載荷的重要耐磨件，如飛機、坦克的曲軸和齒輪等。