公布一篇学习笔记，供参考

一张餐巾纸

题目：铸铁软氮化的难点在哪里？
     dhzhou888工程师在一份回帖中说，‘有一工件“球铁件无硬度要求，只有化合物层要求”，这个要求是非常高的！’这话并不夸张，的确如此。
  铸铁软氮化问题（这里指的是气体氮碳共渗法），看似平淡，似乎没有什么新奇之处。其实，其中的问题比钢进行软氮化要麻烦，只有干过的朋友方能感受到。
  为了活跃论坛的气氛，引起有兴趣的朋友对这一问题的关注。特把自己收集、学习和实践中的某些心得公布出来，尚未接触此工艺的朋友如有机会制定相应工艺时可作个参考，开展此项业务时少走一点弯路。
  一，特性和用途
  由于铸铁表面本身就具有优良的减摩性和减震性，以很高的性价比而成为一类优选的工程材料，如果再对铸铁表面进行氮碳共渗处理，最可贵之处是在滑动摩擦条件下，不仅赋予了零件表面有更高的耐磨性能，而且能使与之配对（对偶）的钢镀铬、磷化表面、灰铸铁、合金铸铁等材料在工作过程中的磨耗量也很小。其次也有提高疲劳性能、改善表面抗蚀性的作用。所以常用来制造缸套、活塞环、挺杆、曲轴等零件。
  二，氮碳共渗中的难点在哪里？
    1，由于促进石墨化的需要，铸铁中都含高的硅（Si）元素，硅溶于铁素体中，加之高的含碳量，严重阻碍氮原子的吸收和扩散，导致白亮层（即化合物层，下同）的生成比普通钢要困难得多。一般说，白亮层厚度达到5～8μm尚比较容易，要＞10μm难度就大多了。
    2，由于铸铁的微观组织都不够均匀，又有大量的大小不一的石墨体夹在其中，在技术要求精细的氮碳共渗层面前，显得相当不协调。用大负荷的硬度计不能检测出白亮层的硬度；用显微硬度计检测白亮层的硬度，显示的结果波动幅度相当大，难以得出准确的数据。往往因此而失去了验收的判别指标。为了保证质量，用直观的检查白亮层的厚度来作为依据更为可靠，即便如此，在哪个微观区检查作为判据也是一个问题，因为微观各区的白亮层厚度同样有些差别（呈不均匀状态）。
  三，预处理方面的问题
    1，为尽可能消除铸铁的内应力引起氮碳共渗过程和使用期间的变形，需在600℃附近进行高温回火。铸铁，加热到600℃以上基体组织将开始发生变化，珠光体中的渗碳体有石墨化的倾向，降低铸铁的强度。如果允许这种降低强度的现象，采用700～740℃的组织均匀化退火，有益于改善软氮化后基体硬度的均匀性和零件尺寸的稳定性。
    2，消除内应力的工序一般安排在在粗加工以后进行，在搬运和高温回火过程中，操作要平稳，注意避免大的碰撞。
  四，氮碳共渗中的问题
    1，预氧化。预氧化的温度选择相当重要，400℃以下预氧化对促进白亮层生成的作用甚微，因铸铁种类不同在450～500℃范围达到最佳状态，超过500℃铸铁表面的粗糙度开始变大，将引起新的麻烦。
    2，温度和时间。铸铁的化学成分是多种多样，有普通铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等种类。按照技术要求，每一类各自有最佳工艺参数，可参考相关文献，然后在自己的设备上自行摸索和调整。
    3，气氛的氮势和处理温度之间有相互矛盾的制约关系。同一处理时间下，温度高，有益于白亮层的快速生成和厚度的增加，但这时氨分解率也高，减慢白亮层的生成和厚度的减少。反之亦然。加氧氮化有益于白亮层厚度的增加；添加二氧化碳有益于气氛氮势的提高和氮原子的吸收；添加醇类滴注液减少氮原子的吸收，增加白亮层中的含碳量，有减簿白亮层的趋势。
    4，硅元素在高氮势下可形成Si3N4化合物，组成白亮层的一部分。
    5，炉气的稳定性对获得预期白亮层厚度至关重要，不稳定的炉气可能将使白亮层厚度不合格。不合格的白亮层重新返工处理不会有明显的变化。只有将不合格的白亮层完全磨去重新再来方可见效，这要以不超出设计使用规定的尺寸为前提。
  五，渗氮层的组织特征
    1，铸铁氮碳共渗后，在显微组织上呈现不均匀状态，在石墨颗粒周围的白亮层厚度较厚，这是由于临近石墨体基体中碳浓度低而富硅的缘故。而距离石墨体较远的地方白亮层厚度要浅薄。对于扩散层而言，分布情况则相反。这对于含有氮化物形成的合金元素的铸铁来说，其扩散层的合金氮化物弥散硬化作用可以在次表面有较高的硬度而减少组织间的硬度差。
    2，由于石墨体周围的白亮层较厚，并深入到次表面（甚至可达35～50μm）的地方，当工作过程中极表面被磨损后，离石墨体较远的地方露出硬度低的扩散层，这时占一定比例（随磨损量增加而减少）的白亮层仍然起抗磨的支撑作用，这一点与钢的磨损特性显然不同。对于合金铸铁而言，则是白亮层同硬度较高的扩散层共同组成的耐磨面而继续工作，因而比不含氮化物形成元素的铸铁的耐磨特性更加优越。
  六，质量质量检查比较合理的限定
  为了避免生产和验收之间产生歧义，应当事先商妥验收方法的限定：
    1，白亮层的厚度以基体部分的5～10处的平均值来表示；
    2，以测定石墨体周围白亮层较厚的部分的硬度作为技术要求的验收指标。
   难者不会，不会可以学而知之；会者不难，会者应当授人以渔。
   本帖在形式上是一种尝试，个人心得而已。水平有限，错误和不完善之处，诚望朋友们指正和补充，更希望把自己的经验介绍给大家，但不接受考试式的提问。

[ 本帖最后由 一张餐巾纸 于 2009-6-15 09:57 编辑 ]

gl9855

楼主这种分析问题、解决问题、总结问题、在分享中交流提高自我的工作学习方法，实在好！

cyqkobe

如果能够长期把这种学习笔记积累起来，整理归类，其价值不亚于教科书。

所以因为

奉献精神，难能可贵！

dhzhou888

LZ的这种精神值得提倡。从LZ的发帖质量来看，他是一个做学问、做实事的人。我们应该向他学习。我干热处理几十年了，退休后还在干。虽然说我在某些方面有经验，但仍然有局限性。我愿意向年轻人学习！

横笛吹雨

向楼主致敬！！！
这种“授人以渔”的专题性经验介绍值得推广。

dzkyx1314

这些话说到心坎上去了，最近公司开发一种全金铸铁材料，软氮方面做了不少试验，就是白亮层有时候达不到，有时候刚好，只有加长时间才能合格，但随之而来的问题也不少，下次再生产样品准备用CO2试验了。
  楼上的专家要是能经常整理些笔记出来，那就真是太感谢了。

fendou

要是早点能拜读这篇大作就好了，我们常常是扩散层达不到，铸铁氮化时间都6个小时了

风来疏竹

细细品位，很有价值！感谢楼主提供。

陈耀林

请问超过400度的预氧化处理，气氛如何控制？

陈耀林

还有预氧化时间一般多少合适（40min左右？）？

湘寒月

何老可是一位热处理专家级人物哦，是我们学习的楷模。

耿建亭

速抄一个半小时，把何老的这篇帖子抄完。全文感觉，只是多了两个“的”，一个标点符号稍嫌不足。
何老用词之严谨，逻辑之严密，令人敬佩。
何老托盘而出的心胸，传授技术的细致，令人敬仰。
这既是一篇解决铸铁软氮化的技术论文，又是指导如何学习、如何工作、如何确定人生目标的范摸。
大恩不言谢！
强烈建议想学习和提高热处理技术，想知道人生怎样走的朋友，抄写何老的此贴。抄写，最好是誊写，方可领悟技术之外的精髓。
手机回复，排版不佳，想好好回帖，心有余而力不足。
建议版主将此贴设为精华贴。谢谢

孤鸿踏雪

耿建亭 发表于 2012-1-8 10:42
速抄一个半小时，把何老的这篇帖子抄完。全文感觉，只是多了两个“的”，一个标点符号稍嫌不足。
何老用词 ...

耿版，可以直接复制粘贴哦

ssssdddd

何老的好学、无私奉献精神值得我们学习!

耿建亭

回杨工：
复制粘贴快多了。
同时感觉抄写和粘贴领悟的东西不太一样。这篇帖子我以前看过了，给我一种震撼是抄写以后。
个人意见，不足为凭。

孤鸿踏雪

耿建亭 发表于 2012-1-9 17:22
回杨工：
复制粘贴快多了。
同时感觉抄写和粘贴领悟的东西不太一样。这篇帖子我以前看过了，给我一种震撼 ...

是的，抄录相当于做读书笔记，一边抄，一边理解、思考，会比看几遍的记忆都深刻

一张餐巾纸

   看到耿工的帖子，着实吃了一惊！
   首先是感到耿工高抬举了我，实际上本帖没有那么高的水平，并不值得用‘手抄’的方法来体会其中的内容。我重看了自己的这篇笔记，在文字和语法上还有好些地方不够顺畅，经不起推敲。算啦，不再动它。
   真正让我吃惊的，耿工学习别人的东西是那么地认真。
   作者成文时，一般都是抓住主题，对已获得的数据和论点进行筛选，有取有舍、有简有繁，有显露也有隐藏，并在理论和实践上有联想、融会贯通等一系列思考过程。我们通常看书看文献，虽然有时候也能够找出其中的要点和局限性，但始终难以接近到作者成文时的那种意境！正如耿工所说，‘文章之外’的背后还有东西，要从其字里行间感觉到那些‘看不见’的东西，那是很费神的事情——耿工、杨工都指出了其中的门道。
   这也是为什么看到同一篇文献，各人收获大不相同的原因所在。就层次而言，例如，一晃而过，没有感觉；知道有那么一回事，但不以为然；发现某些要点，作为知识储备；产生浓厚的兴趣，寻找机会验证；深追其所以然，进行创新。背后的驱动力是个人的兴趣和现实的需要。
   我跟耿工一样，在技术问题上喜欢做笔记（手抄），点点滴滴，几十年了。有时候翻出来看看，觉得很有味道，看到过去某些解决了的现场问题，甚至怀疑那不是自己的知识能力所能及的——有的遗忘了，也表明思维也没有年轻时候那样敏捷和宽阔啦。
   在电脑和电子书盛行的今天，耿工的回帖，揭开了‘简便’带来的副作用问题，过分的‘省事’把人脑子也会简化到‘空白’，从另一个角度上给热爱热处理同行小朋友提供了一种很实在的有挖掘个人潜能的学习方法，其意义要远胜于本帖！

孤鸿踏雪

一张餐巾纸 发表于 2012-1-9 22:50
看到耿工的帖子，着实吃了一惊！
   首先是感到耿工高抬举了我，实际上本帖没有那么高的水平，并不值 ...

   好记星不如淡墨。多年以来，我我一直坚持“不做笔记不看书”的习惯。