马氏体不锈钢真空固溶渗氮处理有前景(X90CrMoV18马氏体不锈钢-特级)

2022-11-04

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本文导读目录：

1、马氏体不锈钢真空固溶渗氮处理有前景

2、X90CrMoV18马氏体不锈钢-特级

3、马氏体型不锈钢

马氏体不锈钢真空固溶渗氮处理有前景

　　钢表面氮原子的固溶可在不损失耐腐蚀性能的情况下提高钢的硬度、承载能力和疲劳强度。

　　在氮溶解度高的Ac温度以上奥氏体范围，利用真空炉对马氏体不锈钢进行了固溶渗氮处理。

　　由于处理是在高温下进行的，所以可采用双原子氮作为渗氮源，原因是在1050℃或1050℃以上的温度双原子氮会产生明显的离解。

　　炉气气氛中氮的温度和分压对特定合金内氮的溶解度和使氮保持在固溶态的能力有直接的影响。

　　在三种不同的压力和温度下对四种马氏体不锈钢410、420、422和440C进行了固溶渗氮处理。

　　利用Sievert律预测了压力对氮溶解度的影响。

　　在达到预热温度后，导入约2毛的氮分压气体来抵制合金蒸发，随后继续加热。

　　在渗氮温度，氮分压增加到表1所示的试验压力。

　　温度和氮气压力保持12小时，紧接着在原位以10巴（1巴0.9869大气压）的氮气进行急冷。

　　取出试样，两个小时内在-73℃进行深冷处理，然后在177℃进行空气回火。

　　虽然没有达到图所示的按照Sievert律计算所预测的程度，但表1和2所示为410、420和422钢在三种不同渗氮温度下的表面氮含量和硬度值是随压力的增加而增加的。

　　在处理后保持全马氏体组织时，表面硬度值随压力而增加。

　　就410和420而论，测得的表面氮含量比芯部氮含量高出78倍。

　　随着温度的增加，保持恒定压力，表面氮含量降低。

　　从热动力学角度，按照下述方程式，考虑合金化元素对氮溶解度的影响。

　　对铬基合金产生不利影响，所以预计在恒定压力条件下，随着温度升高，氮的溶解度降低。

　　表面渗氮和脱氮之间的竞争表明，在渗氮温度较高时，氮的分压与合金浓度的增加面出现不平衡。

　　在440不锈钢的情况下，横断面硬度与研究的其他合金显著不同。

　　而且，表面硬度还随表面氮含量的增加而降低，见表所示。

　　Cr+Ni含量越高，马氏体开始形成温度（Ms）越低，使淬火后的残余奥氏体更多。

　　440C的铬当量约为17，而其他合金的铬当量约为1213，大家知道，氮是大家熟知的奥氏体稳定化元素。

　　于是，表面氮含量的增加会导致残余奥氏体增多，表面硬度降低。

　　为了更好地理解时间和压力对固溶渗氮的影响，在630毛和975毛的真空中对410试样进行了1小时的试验。

　　图3的结果表明所有试样的表面硬度相近，这说明，由于连续的离解和重新结合，有大量的新生氮产生，表面氮含量迅速增加。

　　真空炉内固溶渗氮的结果表明，由于金属表面对氮气的裂解、吸附或重新结合，紧接着进一步的裂解起到催化作用，为表面提供了大量的新生氮源，所以表面氮含量迅速增加。

　　所试验的四种合金的表面氮含量都明显增加，这样通过固溶渗氮处理，表面硬度增加。

　　在表面氮含量范围为0.13%0.35%时，表面硬度范围为5562HRC。

　　当所试验合金的表面氮含量约为0.49%时，采用10巴氮气淬火就可产生人们所希望的组织。

　　以440C合金为例，其表面氮含量最大约为0.77%时，结果表明由于有残余奥氏体存在，表面硬度低。

　　进一步在-300F（-184℃）进行后低温处理，而不是按原试验程序在-100F（-73℃）进行低温处理，将残余奥氏体转变为马氏体，硬度从35HRC增加到62HRC。

　　当在真空炉内进行高压氮气淬火时，对马氏体不锈钢进行固溶渗氮处理是一种有效且经济的表面硬化工艺。

　　这是因为这种工艺在高温渗氮时使用的氮气分压较低，扩散系数高和处理时间相对短。

X90CrMoV18马氏体不锈钢-特级

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马氏体型不锈钢

　　马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。

　　马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。

　　如Cr大于13%时，不存在相，此类合金为单相铁素体合金(铁素体不锈钢)，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。

　　在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。

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