请教关于不锈钢氮化

shijue

大家好！
      我想请教关于不锈钢氮化方面的问题，我问了我热处理供应商，他说不锈钢不能做气体氮化，渗不进去，只能做离子氮化，在深圳这一块还不好找离子氮化的热处理供应商，请教不锈钢（例如SUS304-H）是不是真的不能做气体渗氮？
我请教了杨工，杨工建议我用38CrMoAl氮化，但是我的产品是在裸露在外面接触雨水的，理论要求要过96小时中性盐雾，假如38CrMoAl氮化后发黑氧化能过96小时中性盐雾吗？

cdqpq

做QPQ处理，能达到你的盐雾实验要求

孤鸿踏雪

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    不锈钢不能氮化？不锈钢是可以氮化的！不过不锈钢氮化要进行表面活化处理，去除表面钝化膜。
  至于说你的产品要求较高的耐蚀性，可以选用其它材料进行耐蚀渗氮。

孤鸿踏雪

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    看看这篇文章（摘要）：
  马氏体不锈钢活塞环的气体氮化（武汉大学动力与机械学院  肖文凯等）
  对6Cr13Mo马氏体不锈钢活塞环进行了加入NH4Cl的洁净气体氮化处理试验，对产品进行了金相与硬度监测及装车试验，结果表明：由于NH4Cl的活化和催渗作用，经520℃×8h氮化，渗层深度可达0.20mm，最高硬度可达1200HV，且大于800 HV的有效层深达0.12 mm以上，完全能够满足活塞环的使用要求，其使用寿命与镀铬环相当。该处理工艺可替代传统的有污染的镀铬工艺。
                                                                                  --摘自《热加工工艺》（2005，No．8）

孤鸿踏雪

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    再看看这篇文章：
  不锈钢的固溶渗氮处理（上海工程技术大学 朱祖昌   易普森工业炉（上海）有限公司 曾爱群）
  不锈钢置于真空炉中，在1050~1150℃的固溶处理温度下通入纯氮（压力为PN2 ）进行渗氮处理，可以获得2.5mm深的渗氮层，同时保持优良的抗蚀性能。这是一种新的化学热处理工艺方法，称为固溶渗氮处理，标注为SOLNIT。此种方法首先是于1993年在Weisbaden召开的AWT的热处理学术讨论会上由德国学者H•Berns提出，论文发表于HTM1994的杂志上。一般说来，不锈钢渗氮可以应用离子渗氮或盐浴渗氮（Sursulf或Tenifer方法）进行，但在这两种方法中会析出氮化物，从而引起基体中铬的贫化，致使其耐蚀性下降。
  氮和碳一样是扩大Fe奥氏体相区的合金元素，在钢中可以间隙原子存在并使钢强化，但氮能提高钢的耐蚀性，所以获得高氮钢一直是人们追求的目标。钢中能溶解的氮比碳多，通过渗氮能避免铁素体相的出现，也能减少脆性第二相在奥氏体晶界上析出，这对材料使用性能的提高是有利的。
  在渗氮处理温度TN时，当渗层的NS大于溶解度极限，铬的氮化物Cr2N发生沉淀。首先沉淀在奥氏体晶界，其次在奥氏体晶粒内非连续沉淀。对后一种沉淀，得到簿片状显微组织形态，虽基本保持为奥氏体。在本文中称为“珠光体”形态，它具有一定的脆性。这种沉淀的脆性氮化物可以通过固溶渗氮的平衡条件调整予以避免。
固溶渗氮处理温度：1050~1150℃；氮气分压：PN2＝0.01~0.3Mpa（0.1~3bar）；固溶渗氮时间：24h；渗氮层深度：可至2.5mm；固溶渗氮后的冷却：采用液体淬火剂或高压气淬。
  应当指出，固溶渗氮温度高，会促使心部和渗层晶粒长大。一般对马氏体而言，第二相沉淀能起阻止晶粒长大的作用。但对奥氏体渗氮层，则在渗层后靠冷加工（如抛丸处理）方法细化。
  对于高铬铁素体不锈钢（如X2CrMoNb18-2等），由于心部晶粒过于长大，不适合进行固溶渗氮；对马氏体型和F+M型不锈钢，经固溶渗氮获得马氏体渗氮表层，如X6CrMo17-1经固溶渗氮淬火后，其心部约含15％（体积百分数）的马氏体，这样在渗氮处理温度TN时的显微组织为F+A，能阻止心部组织的长大，故而能适合进行固溶渗氮；又如对钢X20CrMo13在TN时的显微组织几乎全部为奥氏体，其晶粒长大比前铁素体型不锈钢缓慢，能进行固溶渗氮。对两种M和F+M型不锈钢经固溶渗氮并淬火后，表面层获得M+残余奥氏体（A＇）组织，经深冷或在450℃附近的二次硬化回火使A＇转变为马氏体，显然适合于制造轴承、工具和齿轮零件。
  对含镍马氏体不锈钢（如X4CrNiMo16-5），经固溶渗氮后获得较软的马氏体心部上存在奥氏体渗氮层的组织，其含氮量约达0.6％， 随渗层深度增加，奥氏体量降低，相应的硬度增加，直至心部的马氏体硬度。获得这种组织是基于体积改变小和残存压应力的考虑。
  对含镍奥氏体不锈钢（如X5CrNiMo17-13-2）经固溶渗氮后获得奥氏体的心部和表层，因为Ni和N的交互作用系数eNNi为正，该钢的表面氮浓度NS约为0.5％。如果采用Mn代替Ni（因为eNMn为负值），则能提高表层氮的固溶度，使18Cr-18Mn钢的NS达到0.9％。
  对于F+A型不锈钢（如X2CrNiMoN22-5-3），经固溶渗氮后能获得较高强度的心部和表层，其（F+A）的心部组织比X5CrNiMo17-13-2具有两倍以上的屈服强度，又因为高铬低镍能使NS提高至0.9％，这种类型的不锈钢特别推荐采用固溶渗氮处理。
  固溶渗氮的工件装炉前必须予以清洗，经排除炉内空气后，在真空条件下或对流加热条件下，加热至固溶渗氮工艺温度（1050~1150℃），然后调整炉压和时间参数，使其达到所要求的表面含氮量和渗氮层深度。工艺参数调整可采用特定的计算机程序。
  固溶渗氮后工件采用最高的冷速淬至室温。如1Mpa（10bar）氮气的高压气淬方式。
结束语
  固溶渗氮是一种新的化学热处理方法。它可对处于奥氏体状态的不锈钢，通过应用氮气在高温下热分解将氮溶入其表面并经淬火冷却，以获得高氮奥氏体或马氏体表面层，而心部仍保持固溶处理的组织和性能。这种处理方法能实现工件心部和表层的组织和性能的重新配合，得到广泛应用。
处理过程中，工件表面平衡的含氮量NS随Cr和Mo的合金化，氮气压PN2的提高，以及随处理温度的降低至1050~1150℃温度范围较低端的提高。经过24h处理，表面渗层可达2.5mm。对给定的钢和工艺温度，NS由N2的分压决定，随Cr、Mo含量的提高，PN2从0.30Mpa（3.0bar）降至0.01Mpa（0.1bar）
                                                                                ---摘自《机械工人》（热加工）（2005，NO．6）

   这只是文章摘要，楼主可以自己找到原文。

shijue

回复 4# 孤鸿踏雪


    杨工，谢谢你！
      现在我的供应商在拿SUS304和SUS304-H做离子渗氮处理，但是不知道有没用做活化预处理，在深圳这块好像做热处理做得很好的不是很好找，也不知道他们做能渗多深和硬度能达到多少，等来了东西我再测吧，对了，渗层的深度一般怎么测？杨工还是请教一下！

shijue

做QPQ处理，能达到你的盐雾实验要求
cdqpq 发表于 2010-9-10 09:41

    请问QPQ处理不锈钢SUS304时氮的渗层有多少？

silafu

回复 7# shijue


    0.2mm

bly

回复 4# 孤鸿踏雪


我毕业设计是就是做的这个课题，理论上没有任何问题。但是实际生产的话不太现实，加热周期太长，不经济。

孤鸿踏雪

回复  孤鸿踏雪


我毕业设计是就是做的这个课题，理论上没有任何问题。但是实际生产的话不太现实，加 ...
bly 发表于 2010-9-15 16:29

     说来惭愧。关于不锈钢的渗氮我完全是纸上谈兵。不过看这篇文章介绍，24h固溶渗氮处理，渗层深度可达2.2~2.5mm，不应像你所说的“渗速很慢，成本很高”，是不是你的表面活化处理做不到位哦

silafu

盐浴软氮化你试验过吗，检验96小时盐雾不知道，但你可以试验一下，至少时间不需要很长，前期表面处理也很简单

shijue

盐浴软氮化你试验过吗，检验96小时盐雾不知道，但你可以试验一下，至少时间不需要很长，前期表面处理也很简 ...
silafu 发表于 2010-9-15 20:51

    我们公司系统内热处理供应商，做气体氮的多，离子氮的都少，别说盐浴了，所以我还发帖找这个供应商了！

shijue

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    0.2mm
silafu 发表于 2010-9-15 13:40

    0.2mm不知道够不够耐磨的，我现在找到一个供应商帮忙做离子氮，硬度有HV1100,据说渗层深0.1-0.15，我觉得可能有点浅，我们正在做实验，看耐磨够用不，我们这边本部门实验室不能测，我还要去问公司实验室能不能测！

silafu

具体耐磨程度我没数据，不过HV1100,据说渗层深0.1-0.15盐浴完全可达到，而且时间比较短。离你比较近的东莞做这个的比较多，其他我知道的地方都离你很远了。

shijue

具体耐磨程度我没数据，不过HV1100,据说渗层深0.1-0.15盐浴完全可达到，而且时间比较短。离你比较近的东莞做 ...
silafu 发表于 2010-9-17 06:46

我先是做离子氮，后来48小时左右生锈了。。   
做盐浴的也惨了，我拿去做中性盐雾，24小时都过不了，起红锈，现在只能试试QPQ了，
我真的郁闷了，不锈钢渗氮居然会96小时盐雾都过不了。
我看了一些资料，QPQ能提高很强的耐腐蚀性，奥氏体不锈钢就不知道行不行，硬度是能达到HV1100以上，盐雾一直是我心中的痛，我的有个件拿去做QPQ实验了，等结果哎，中性盐雾试验周期长了些，这个小破问题让我搞了快1个月了，领导都快发飚了。求高人啊，难道不锈钢做热处理真的这么难么~

dhzhou888

广东有单位在我公司做QPQ处理的，材料同楼主的一样。开始时零件用空运，现在是快递。

艺极铭人

想问一下ＱＰＱ下油与下水硬度有关系吗？

dhzhou888

回复 17# 艺极铭人
合金钢无关，碳钢水冷的硬度高。

艺极铭人

回复 18# dhzhou888


    原来是这样啊！我这边的师傅说ＱＰＱ水冷和油冷对硬度是没有影响的呀！

一刀

广州番禺的热处理工厂有在做QPQ这个工艺,还有中山三民做QPQ是比较出名的,网上可以查到,