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钢材和氮化的关系

发布时间:2020-08-26

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  传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。这些元素在渗氮温度中,与初生态的氮原子接触时,就生成安定的氮化物。尤其是钼元素,不仅作为生成氮化物元素,亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。其他合金钢中的元素,如镍、铜、硅、锰等,对渗氮特性并无多大的帮助。一般而言,如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素,氮化后的效果比较良好。其中铝是较强的氮化物元素,含有0.85~1.5%铝的渗氮结果比较好。在含铬的铬钢而言,如果有足够的含量,亦可得到很好的效果。但没有含合金的碳钢,因其生成的渗氮层很脆,容易剥落,不适合作为渗氮钢。
  一般常用的渗氮钢有六种如下:
  (1)含铝元素的低合金钢(标准渗氮钢)
  (2)含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100,4300,5100,6100,8600,8700,9800系。
  (3)热作模具钢(含约5%之铬) SAE H11 (SKD – 61)H12,H13
  (4)铁素体及马氏体系不锈钢 SAE 400系
  (5)奥氏体系不锈钢 SAE 300系
  (6)析出硬化型不锈钢 17 - 4PH,17 – 7PH,A – 286等
  含铝的标准渗氮钢,在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层,但其硬化层亦很脆。相反的,含铬的低合金钢硬度较低,但硬化层即比较有韧性,其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。因此选用材料时,宜注意材料之特征,充分利用其优势,俾符合零件之功能。至于工具钢如H11(SKD61)D2(SKD – 11),即有高表面硬度及高心部强度。

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