什么样的钢材可以渗碳渗氮

1. 金属热处理渗碳和渗氮的区别

渗碳和渗氮的区别

1、概念不同：渗氮，是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。渗碳一般是针对钢来说，钢的渗碳就是钢件在渗碳介质中加热保温，使碳原子渗入钢件表面，使其表面的碳浓度发生改变，从而获得具有一定表面含碳量和一定浓度梯度的热处理工艺。

2、介质不同：渗氮的介质是氮原子，常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。渗碳的介质是碳原子。

3、适用的钢不同：渗碳适用于低碳钢，渗氮适用于中碳钢。

(1)什么样的钢材可以渗碳渗氮扩展阅读：

渗碳零件注意事项: 

(1)渗碳前的预处理正火--目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织,使表面粗糙度变细,消除材料流线不合理状态。正火工艺;用860--980C空冷、179--217HBS 

(2)渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于30HRC。 

(3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件,薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。 

(4)不得用镀锌的方法防渗碳。

渗氮零件注意事项: 

(1)渗氮前的预备热处理调质--渗氮工件在渗氮前应进行调质处理,以获得回火索氏体组织。调质处理回火温度一般高于渗氮温度。 

(2)渗氮前的预备热处理去应力处理--渗氮前应尽量消除机械加工过程中产生的内应力以稳定零件尺寸。消除应力的温度均应低于回火温度,保温时间比回火时间要长些,再缓慢冷却到室温。

(3)渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于1.6um,表面不得有拉毛、碰伤及生锈等缺陷。不能及时处理的零件须涂油保护,以免生锈。

(4)含有尖角和锐边的工件,不宜进行氮化处理。 

(5)表面未经磨削处理的工件,不得进行氮化。

2. 45钢能进行渗氮处理吗

45钢当然可以渗氮处理。但由于45#钢是中碳钢，渗氮后难以取得高硬度，只可以得到具有一定耐磨性和抗耐蚀性能的渗层，建议进行软氮化处理。

渗氮后零件虽然具有高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度,但只是表面很薄的一层(铬钼铝钢于500--540C经35--65h渗氮层深只达0.3--0.65mm) ，必须有强而韧的心部组织作为渗氮层的坚实基底,才能发挥渗氮的最大作用。

如果用碳钢进行渗氮,形成Fe 4N和Fe 2N较不稳定。温度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的硬度,并且其心部也不能具有更高的强度和韧性。

为了在表面得到高硬度和高耐磨性,同时获得强而韧的心部组织,必须向钢中加入一方面能与氮形成稳定氮化物,另外还能强化心部的合金元素.如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成稳定的化合物.其中Cr、W、Mo、V还可以改善钢的组织,提高钢的强度和韧性。

当前专门用于渗氮的钢种是38CrMoAlA,其中铝与氮有极大的亲和力,是形成氮化物提高渗氮层强度的主要合金元素，AlN很稳定,到约1000C的温度在钢中不发生溶解，由于铝的作用使钢具有良好的渗氮性能,此钢经过渗氮表面硬度高达1100--1200HV(相当67--72HRC)。

(2)什么样的钢材可以渗碳渗氮扩展阅读：

注意事项：

1、渗氮前的预备热处理调质--渗氮工件在渗氮前应进行调质处理,以获得回火索氏体组织.调质处理回火温度一般高于渗氮温度。

2、渗氮前的预备热处理去应力处理--渗氮前应尽量消除机械加工过程中产生的内应力以稳定零件尺寸.消除应力的温度均应低于回火温度,保温时间比回火时间要长些,再缓慢冷却到室温.断面尺寸较大的零件不宜用正火.工模具钢必须采用淬火回火,不得用退火。

3、渗氮零件的表面粗糙度Ra应小于1.6um,表面不得有拉毛、碰伤及生锈等缺陷.不能及 时处理的零件须涂油保护,以免生锈.吊装入炉时再用清洁汽油擦净以保证清洁度。

4、含有尖角和锐边的工件,不宜进行氮化处理。

5、局部不氮化部位的保护,不宜用留加工余量的方法。

6、表面未经磨削处理的工件,不得进行氮化。

参考资料：网络-渗氮

3. 表面要求渗氮的齿轮,应该要什么材料以及工艺路线

齿轮一般是渗碳的比较多，用低碳钢和低合金钢如20，和20Cr等

渗氮的用Cr的合金钢

渗氮一般变形很小，可以不需要磨削，但是有“长大现象”，设计的时候要考虑

我在设计中很少用到渗氮，就一次是个大花键，由于找不到厂家有这么大的磨削磨床，所以最后改为渗氮了，就不磨削了，硬度较高1000HV以上

4. 渗碳和渗氮适合什么材料什么情况下使用

渗碳通常都是低碳钢，渗碳的原理就是利用在气体和工件间的碳浓度差异。38CrMoAl是渗氮钢的成内分，在这个成容分上渗氮效果最好，现在使用的渗氮钢基本都是从它衍生而来的。
渗氮和渗碳都是表面处理技术的一种，例如齿轮，通过对齿的表面渗碳和渗氮处理，提高表面的强度和耐磨性，而里面及基体还是保持原来的的韧性。

5. 渗碳热处理常用的钢材种类有哪些

渗碳钢大致可分为碳素渗碳钢和合金渗碳钢。渗碳钢中碳的质量分数一般约为0.1%～0.3%，其牌号主要是钢和20钢。这类渗碳钢经渗碳及随后的淬火、同火处理，其表面硬度可以达到58～64HRC，具有较好的耐磨性。但是由于这类渗碳钢的淬透性较低，只能适用于心部强度要求不高、承受负载较小的小尺寸零件，如衬套、链条片以及量具、夹具等。
合金渗碳钢由于是在低碳碳素钢的基础上，加入了各种不同化学成分的合金元素，如Cr、Mo、Ni、Mn、Ti、V等，可抑制奥氏体晶粒长大，提高淬透性和增加回火稳定性，所以，能改善渗碳钢的工艺性能。这类合金渗碳钢主要用于制作轴类、齿轮类、销杆类、链轮类等承受负载较大的零件。按照淬透性的大小，合金钢渗碳钢还可分为以下三类：淬透性一般的渗碳钢，如15Cr、20Cr和20MnV等；淬透性较好的渗碳钢，如20CrMo、20CrMnTi等；淬透性最好的渗碳钢，如12CrNi3A、12Cr2Ni4A和18Cr2Ni4WA等。
渗碳用钢的选用应根据工件的服役条件及尺寸的大小来确定。对承受一定冲击载荷、有一定耐磨要求的工件，如起重、采矿、运输等设备的普通齿轮，可选用20CrMo钢和20CrMnTi钢等；对承受重载及尺寸较大的工件，如大型轧钢机减速器齿轮、大型锥齿轮、坦克齿轮等，可选用12Cr2Ni4A钢或18Cr2Ni4WA钢等。
还可以根据淬透性不同，可将渗碳钢分为三类：
①低淬透性渗碳钢：典型钢种如20、20Cr等，其淬透性和心部强度均较低，水中临界直径不超过20~35mm。只适用于制造受冲击载荷较小的耐磨件，如小轴、小齿轮、活塞销等。
②中淬透性渗碳钢：典型钢种如20CrMnTi等，其淬透性较高，油中临界直径约为25~60mm，力学性能和工艺性能良好，大量用于制造承受高速中载、抗冲击和耐磨损的零件，如汽车、拖拉机的变速齿轮、离合器轴等。
③高淬透性渗碳钢：典型钢种如18Cr2Ni4WA等，其油中临界直径大于100mm，且具有良好的韧性，主要用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件，如飞机、坦克的曲轴和齿轮等。