渗氮合金结构钢

中文名 渗氮合金结构钢

外文名 Nitralloy structural steel

定 义 用于氮化处理的合金结构钢

简 称渗氮钢或氮化钢

工艺介绍

当合金结构钢采用与氮亲和力很强的铝、钛、铌、钒、铬、钼和钨等元素进行合金化时，钢的氮化处理效果增大。通常采用的渗氮钢是中碳铬钼铝钢，38CrMoAl就是成熟的牌号之一。渗氮可采用气体、盐浴或颗粒的渗氮剂，通常在500～590之间进行氮化处理，使钢材表面富集氮，生成氮化物，改变钢表层的组织结构，产生HV700～1200的高硬度表层，达到提高钢材在静载荷和交变应力作用下的强度性能、耐磨性能和耐腐蚀性能。纯铁、碳素钢及含镍、钴的合金结构钢，通常是不适合作渗氮基体钢的。

作用

(1)提高氮化工艺性能。铝、钛、铌、钒、铬、钼、钨等是形成氮化物元素。它们在a相中形成超显微的氮化物颗粒，对a相起弥散硬化作用，形成的氮化物越强，则弥散硬化作用越大。这些元素中铝、钛、铌、钒有效，铬、钼等次之。如果表面硬度需要在HV900以上，采用强氮化物形成元素铝或钒等的钢种；若表面硬度不需要超过HV900，可以采用含铬钼、钨的钢种。

(2)使钢具有足够的淬透性。钢在渗氮后表面形成的高硬度氮化层，既薄(一般为O．4～O．7ram)又脆，需要有一个强度高的内层来支持，同时，为了获得零件所要求的强而韧的综合力学性能，所以在渗氮前对钢进行淬火、高温回火调质处理，因此，就必须要求钢有足够的淬透性。锰、铬、钼、镍等都是提高淬透性的有效元素。钒、钛、铌等元素能辅助增大淬透性。

(3)使钢在渗氮过程中不软化。铬、钼、钒是使钢在500～590长期保温保持强度的有效元素。往氮化钢中加钼，可以防止或减弱钢发生回火脆性。含铝钢中的镍形成Ni。A1，在渗氮过程中时效强化心部。

现在，正在研究以钛代铝的新型渗氮钢，这种含钛渗氮钢可以提高氮化速度，减少氮化时间。