耐热钢渗氮层有三层，请帮助分析其组织

一张餐巾纸

  耐热钢310S（0Cr25Ni20）渗氮层（腐蚀剂：王水），出现三层不同颜色，应当怎样认定它们的组织结构？请有此项经验的金相大师指点，先谢谢了！
图片：数码摄像机。上图345×，下图930×
表面硬度880～930HV0.1

cqzxl

搞不懂,高科技吧?

玉米清阁

SUS316L      盐浴软氮化

左至右，压痕硬度值分别为：1123、495、267HV0.1。

[ 本帖最后由 玉米清阁 于 2009-5-6 13:28 编辑 ]

一张餐巾纸

  先说几句题外话
   对于学术问题，在理论与实践的结合上，通常可以见到两种形式，一是用已知理论知识指导实践，达到预先期待的结果，即运用理论来解决实际问题；一是，在实践中看到（得到）了某种结果，用已知的理论知识求得合理的解释，也就是用理论去‘套’，如果缺乏相关的理论，就用现代自然科学知识以联想的方法提出所谓新颖的‘学说’来解释，独树‘学派’，至于‘套’得准不准，‘学说’是否正确，还得期待进一步的验证和修正。
   这两种形式，不论哪一种，都存在某种不确定性，如果能够达到基本上、大概没有错的水平就已经很好，要达到100％完美的吻合非常之难。正是往往存在着这种不确定性，才引起同行们质疑，并且争相追寻，‘打破沙锅问到底’，从而不断推动技术向前发展，也是专业学术问题之魅力所在。如果理论和实践得到较为完美的统一，成了铁定规律，也就成了公认的众所周知的‘常识’，对此问题的追寻告一段落。
   这就像用枪打靶一样，前者是预设一个靶子，然后举枪射击，力求打中靶心，得环数越多越好；后者是先打一枪，然后以抢眼为圆心画圆，貌似十环，给人以‘神枪手’的感觉，实际上并不代表枪法有那么‘神’。
   如不信，看看每一篇著作就不难发现其中写‘文章’的上述‘密宗’。这个问题，在本论坛的‘渗碳表面非马氏体组织的形成机理?’的讨论中体现得相当明显，发帖者大都是结合自己的实践引经据典而侃，各抒己见。然而，在既定的条件下，问题深入到一定层次后，究竟是哪一个（些）因素起决定作用？究竟谁掌握了真理，确切程度如何？在通用的常规法气体渗碳和氮碳共渗出现黑色组织的问题没有完全根绝之前，有一种‘信则有不信则无’的感觉，所以议论纷纷。
  回到本题
   本帖已经发出几日，坦白说，盼望能够曾经关注此问题的金相大师和热处理工作者的指点，学习、增长相关知识。‘玉米清阁’朋友发了一个与此类似的图片，有很好的参考价值，对此谢谢！
      25－20钢的耐蚀性比一般的奥氏体不锈钢的耐蚀性要高，常用的硝酸－酒精不能显现其组织。试来试去，采用王水可以显现渗氮层，而心部也只能腐蚀其晶界，基体呈弱腐蚀的浅灰色。
   我先开个头，‘用打一枪，然后以枪眼为圆心画圆’的办法解读这三层组织，目的还是希望得到曾经研究过此问题的大师的指点，也是渗氮技术发展中需要认识的一个问题。初步看法如下：
   相关资料显示，铬－镍奥氏体不锈钢（含耐热钢）在通常较低的温度下渗氮，由于铬与氮的亲和力很强，优先于铁生成氮化物。表层由于大量铬与氮结合而使原奥氏体基体进入铁素体区，即在氮浓度较高的表面形成a＋Cr4N(CrN)组织。按照铬溶于铁基体中使钢跳跃式钝化成为不锈钢的铬含量n/8定律(铬原子量/铁原子量)，此时a相中的铬含量（重量比）降至11.7%以下，电极电位由不锈钢所具有的高值跳跃式的降了下来，又有第二相氮化铬存在，抗蚀性明显下降，所以表层呈灰黑色。
   由表面再向内部，随着氮浓度的减少，生成氮化铬的数量也减少，部分奥氏体组织保留下来，渗氮层的的组织为奥氏体＋铁素体＋氮化铬，此时基体的含铬量虽然有所减少，但仍在11.7％以上（电极电位跳跃式增高第一台阶），相对于外层，抗蚀性有陡然（出现清晰地界限）的提高；但是，这一层的含铬量要低于心部基体（23.3％Cr，电极电位跳跃式增高的第二台阶），亦有氮化铬存在，抗腐蚀性不如基体好，而呈稍浅的灰色。
   至于在基体和渗氮层的界面上，为什么会呈现一个腐蚀更明显的 ‘带’？是界面上为两种不同含铬量的基体，电极电位出现了特大（跳跃）的电位差，使用的又是强烈的腐蚀剂而造成的电偶腐蚀，还是另有原因？就无法推断了！
   上述看法，牵强附会。要写成文章投稿，肯定甩进垃圾篓。在论坛上，碰到一点自认为的新鲜事，拿出来论一论，活跃一下思路，则可以得到宽容。如果有人说：‘是瞎说一气！’我坦率承认。因为没有客观数据为证，只是引据推断而‘套’上去的一个‘圆’。如果谁有条件也有兴趣，借助于x射线、电镜、不同腐蚀剂（金相）和其它科学手段深入研究一番，应当不失为一个有意义的课题；再者，哪位朋友有相关文章拿出来共享，甚为感激！

[ 本帖最后由 一张餐巾纸 于 2009-5-9 07:24 编辑 ]

nanomaterial

渗氮温度高时，在表面形成了氮化铬，硬度1300HV，耐性性降低。在扩散层，氮固溶形成S相或m相，即固溶层，耐性性提高，硬度1000HV.

叶叶轻盈

那怎么量白亮层呀，要不要量那带呀

nanomaterial

白亮层是S相或m相

nanomaterial

大家对不锈钢渗氮很少关注啊，怎么没有讨论啊

刘武乐

没有听说过这个东西 哈哈  第一次

doordie

先说几句题外话
   对于学术问题，在理论与实践的结合上，通常可以见到两种形式，一是用已知理论知识指导 ...
一张餐巾纸 发表于 2009-5-9 07:06

这才是探讨问题的态度。

这种组织第一次见，长见识，楼主搞清楚后别忘了回来解释一下，谢谢了哈

pop2015pop

不懂，但持续关注 此话题.

pop2015pop

(⊙o⊙)…，刚发现这个话题是09年提出的这个。。。楼主还在不在呢？

李双喜

回复 4# 一张餐巾纸


    按照不锈钢为啥不锈的理论，你的解释是最好的解释

心情

对于第三层腐蚀猜想  异相共存易形成微电池并加速腐蚀

z051443019

餐巾纸老前辈的这个帖子人气太低啦，来凑个热闹。首先上传三张图，以供大家参考：



以上所示图片均为奥氏体钢氮化层金相，前辈说的分三层从这里亦可看出来，这里的分层依然可以按照普通氮化分为化合物层（白层），扩散层，基体，我这里分四层，最表层为致密氧化物，氮化过程相信各位前辈非常熟悉。以上为耐热钢，还有一些高温合金的氮化层金相，与前辈的照片相似度接近90%，但不太方便上传，这里耐热钢的金相与主楼金相也较为接近。25-20由于镍含量较高，因此氮化渗入较困难，镍不仅具有耐高温氧化，耐渗碳，还有耐渗氮的作用，随着镍含量的提高，耐渗性能会随着提高，我这里有些含镍量达到70%的合金在强渗条件下1.5h总层深甚至不能超过5μm。普通耐热钢在该条件下总层深可达50~60μm。关于2520的金相腐蚀，可以采用草酸或苦味酸溶液，我们采用苦味酸溶液，高镍合金采用热蚀，效果很好。

z051443019

没注意到这是一个老帖哟，被我一铲子挖起来了。不过人气也太低了吧，没人对这个感兴趣？不应该呀。