请教，新购气体渗氮炉‘预渗氮’的机理是什么？

一张餐巾纸

   请先看一个帖子：http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=43407&extra=page%3D3
   我国的气体渗氮炉，长期以来大都用0Cr18Ni9（304）或1Cr18Ni9Ti（321）奥氏体不锈钢制造炉罐、进氨气管、导风筒、风扇叶等结构件。由如这一类钢也是可以被渗氮（不像国外先进国家所使用的铁－镍合金那样可以防止低温下被氮化）。用好了，价廉物美；用不好，麻烦不断。
   这里面涉及一个看似简单，但并没有从理论上说得很清楚又为实践所证明的问题。
   新购炉子在投产之前，都要进行一次‘预渗氮’处理，书本、设备说明书都这样说。照此办理，一般情况下，的确能够获得比较稳定的渗氮质量，用户不怀疑此规定的必要性和正确性。如果仅仅处理某个单一零件，可以保持多年质量不变。
   然而，随着对渗氮和氮碳共渗工艺的多样化，说不定什么时候在同样的条件下氨分解率突然会发生急剧变大而失控（通称为炉罐‘老化’）；偶尔调试过程中就出现了不符合常规的过大的氨分解率。这其中的原因究竟是什么？
   注：我观察到的所谓炉罐‘老化’，并不是一个不易察觉的渐进过程，而是由于工艺变化在某一特定时间段内而‘急剧’发生的。
   至今没有查到（孤陋寡闻）也没有弄明白‘预渗氮’处理的机理是什么？（对于所谓的‘让炉子的结构件预先吸氮，不影响正式投产时渗氮零件的质量’一说，理由含糊不清，必有尚未知晓的深层次理由存在,因为氨分解率‘正常’和‘老化’都是在炉罐已经吸氮的情况下发生的）。
   ‘预渗氮’处理要注意什么问题，是与一般渗氮相同的常规方法，还是另有技术参数上的要求，为什么？
   使用这类设备，工作过程中要遵从什么规则才能避免氨分解率突然变大？
   请各位学者、老师和有实践经验朋友给予指教，盼望从理论上分析和说明其中的原理，或者介绍相关的文献进行学习。即便没有深入此问题的朋友，‘猜想’一下也可活跃思路。

孤鸿踏雪

好久不见何老现身，今日得见分外亲切！
       何老提出的问题，也是我长期百思不得其解的问题。关于1Cr18Ni9Ti氮化罐在生产过程中的老化问题，各种文献资料均有介绍，基本上是一个调：就是罐子越用越促氨分解，要保证稳定的氨分解率，就得不停的加大氨流量，而且还会严重影响产品质量，没有办法就想出一些诸如“对炉罐进行退氮、酸洗、刷水玻璃、搪瓷”等方法。但据了解，这些方法却屡屡收效甚微！近几年来，我在长期从事的产品氮化中遇到了另一种奇观：
      1.我司10余年前从原一机部上海电炉厂购置的60KW气体软氮化炉，使用初期氨流量很小（0.6m³/h左右），做出的产品（这些产品主要是QT450—10、40Cr、42CrMo等5~6h短时氮化、25~30h和40h左右的长时氮化）很好，但使用半年以后，就不行了。后来进行频繁退氮、刷水玻璃等均不起效，后来就是不断加大氨流量，不知何时，氨流量增加至2.7m³/h后，便不再增加，因为氨分解率和产品质量长期处于非常稳定的状态，近5年炉罐几乎没有退过氮！
      2.我司于2006年从南京某司购置一台75KW可控井式氮化炉，据设备供应商介绍：炉罐材料为进口304不锈钢（约相当于国产的0Cr18Ni9），使用开始氨流量也很小，但3个月后就经历了那些所谓令人苦不堪言的“异常不稳定时期”。后来，尽管通过调整工艺参数，能维持正常的生产，但出炉产品的表面硬度只能维持在下限附近。2007年9月，由于我司承接了一系列高端的出口产品，要求的表面硬度很高（40Cr、42CrMo材料氮化后表面硬度600~750HV5或≥650HV1）,为了达到这些技术要求，我们不得不更换了新的马弗罐和导风套，这次更换的炉罐和风套均为济南某司的所谓“304”材料，所幸的是：更换后至今氨流量增加甚微，设备使用状况一直处于良好状态，近两年来从未有退过氮，只是因为风套、炉内环形导气管以及风叶和护板因双面渗透碎裂报废而更换过两次（并非同时更换）而产品质量一直保持良好的稳定状态。
      同是304材料制作的炉罐和风套，却出现如此不同的使用效果，实在令人费解！

孤鸿踏雪

一张餐巾纸先生所提的问题是一个非常普遍的问题，这是一个极富讨论意义的问题，相信不少从事氮化的同道都遭遇过这种麻烦事。可不知何故没有人参与讨论？希望遇到类似问题的同道把自己遇到的情况描述一下，自己是如何解决的？拿出来交流交流，讨论讨论，共同分享一下。

dhzhou888

我来参与，希望顶起来。

1Cr18Ni9Ti这种氮化箱使用一段时间后，其表面会对氨分解反应起触媒作用，使氨分解率升高，甚至无法控制。为此，往往采用把氮化箱加热至800℃以上保温3-4小时进行退氮处理，或650℃保温6小时（可与零件调质一并处理），处理后氮化箱可恢复正常使用。--见《钢铁材料及其热处理工艺》浙江大学等编，上海科学技术出版社 1978.2
P303-304

孤鸿踏雪

这两天周工又双休了，不见前辈，总有点缺失感！
      周工说的退氮与零件调质“搭车”处理，真是个一举两得的个好办法！

一张餐巾纸

回周工、杨工
   帖子发出有多日，难得二位上来烘一烘！这的确是困惑我多年的一个问题，以往的解释总感到不够明晰，指导实践不够有力。
   热处理的理论很重要，没有理论的指导会令人茫然。也有一些问题常常隐藏在不经意之中，不锈钢制造氮化炉罐的老化和老化后的退氮问题就是一例，用流行的论点和一些已知的方法行事，有时是确有其事，有时则不灵验了，给人以隐隐糊糊的感觉。又比如杨工谈到的老化了的炉罐涂防渗氮涂料来隔离其催化作用的影响，结果是‘没有作用’，我也同样碰到过。
   由如我国的大路货仍然是用奥氏体不锈钢来制造气体渗氮炉的结构件，这个问题摸来摸去，长时间里，想了很多办法，成绩可谓显著，但又不尽然。如果大家能够像二位专家一样，把这一类问题点点滴滴的发现和解决方法拼凑一番，或者看到相关的研究论文，也许能够形成一套比较可靠的解决问题的办法来。
   如果富裕了，工业制造水平达到了更高级阶段，把这些结构件一律改为镍基合金，所谓‘老化’问题自然就不存在了。现在只有少数企业有这样的炉子，要普及，看来还待时日。

frake20cn

看着三位工程师的讨论分析，真是受益匪浅。。我才刚刚接触到氮化炉，真空炉，网带炉，觉得设备上的问题 真是 十分有必要来 向大家取经！~~~

hflxb

渗氮罐老化问题的关键还是在罐体板材质量，国产不锈钢板材的质量控制不敢恭维。

等温

先提高炉体的氮式。

hflxb

另外304板材最好不要做渗氮罐！

孤鸿踏雪

回10#楼（hflxb）：没有办法呀，很多老板买设备要物美价廉，但往往是“物美价不廉，便宜没好货”，设备厂为求生存，只好舍贵求贱。像“邯钢”一样来个倒计成本法，这不就形成了互为因果的怪圈吗？

dhzhou888

我有同感，很多老板贪便宜啊！我在我新近写的一篇论文里就讲到，我们要充分认识到，二高四低（高能耗、高污染、低质量、低门坎、低利润和低工资）的热处理是走不远的，我们应该做得更好。

孤鸿踏雪

回周工(12#帖）：这就是马克思讲的原始积累吧。

温庆远

几年前，我给一家私企老板打工，老板是‘西南交大’毕业，很有魄力，他把两台井式炉全改成真空氮化炉，内胆用低碳热扎钢板制成。同样两台炉，一台能用，一台不能用，工件总是氮化不上，也没有硬度，以后就不敢用了，后来翻阅资料新炉需要预（予)氮化的。

dhzhou888

回杨工13#, 电视剧《走西口》里梁满囤的父亲告戒当老板的儿子要善待工人，俗话说：省着省着窟窿等着，用着用着菩萨供着。多花些钱，钱还会来，光想着省，结果是个大窟窿。这话颇有哲理。

秋天的风

氮化炉用的时间越长,氨分解率高,这已是大家的共认.
我遇到过做过氮化(硬氮化)的炉子,再做氮碳共渗(软氮化),特别难做,后来硬氮化和软氮化分别用不同的炉子做,效果好点.
氮化(硬氮化)时氨分解率太高的情况,氨流量调到一定的程度,我就用降温来控制氨分解率了,
这样氨分解率明显降低.

热处理技师

看到楼上几位的发言实在让我感觉没有说出问题的真正原因。但希望继续讨论下去，如果出现一位合理的解答我会肯定的，结果先不说出，看看大家的讨论。

孤鸿踏雪

先回15#楼（周工）：我非常赞同您的观点，钱是挣来的，不是省来的！我小时候在农村经常听到有人讲：钱是龟孙，花掉重拼。
      再回17#楼（技师）：看来技师有绝招啦，还要留一手，考考大家，这办法不错啊，但愿技师在适当时候传授真经！

szchyuan

我们公司在气体氮化上的业务量少，有货的话就用井式渗碳炉做一下，做一两次渗碳，再做一两次氮化，倒是质量比较稳定。
我们还有一台真空氮化炉，使用将近12年了，除了在06年左右有质量波动，后来采用高温退氮效果不好，涂水玻璃倒还可以，就是用过以后，再退氮，完了，水玻璃全流到炉底，去除非常困难。将近使用到07年下半年，质量又好了，什么措施都不用，质量又稳定了。搞不懂？

nanomaterial

氮化镍、氮化铬 或氮化钛对氨的催化分解所致

1Cr18Ni9Ti 在渗氮过程中表面形成了 氮化镍、氮化铬 或氮化钛。而这些氮化物对氨气的分解具有催化作用，降低了氨气的分解活化能（377kJ/mol 到167 KJ/mol），所以在同样的工艺条件下，氨气的分解率极大的提高了，我做过实验，例如用石英管和钢管，空炉，测量氨气的分解率，两者的分解率是不一样的。

我手头一些催化渗氮的资料，需要的可以跟我联系，我是新手还不会上传呢。以上个人所见仅供参考！