基体硬度与氮化层硬度有关系吗？？

fkdingding

前几天和一个热处理老人聊天的时候谈到软氮化时氮化层的硬度问题，他告诉我说软氮化时氮化层的硬度与基体的硬度有较大的影响（这里指的是氮化前是调质态），我个人觉得这两者好像没有多大的关系，不知坛内的高手有谁研究过这方面的问题？如果有影响,是什么原理呢？硬氮化是否同样有影响？？

dzkyx1314

1# fkdingding
  有影响，而且还比较大，请看下这篇文章吧

所以因为

是有关系的。
调质硬度高氮化后硬度相应也高，软、硬氮化都如此！
其原理请大家发表意见！

dzkyx1314

个人认为可能是由于硬度高，相应的组织就该细，或者说回火后的碳化物比硬度低的细，经氮化处理以后形成的氮化物也相对细小，硬度就高了。

zzp1127280

有影响，若何硬度不合格会造成氮化后硬度偏低

excellence

只看到过两篇关于基体硬度与氮化后表面硬度之间关系的文章，其中氮化后表面硬度都是选用的HV10。我有个疑问：如果选用HV0.1还会有那样的关系吗？希望有经验的专家、同仁释疑。

fkdingding

还是没有弄懂，希望哪位能从理论方面给与一个合理的解释

孤鸿踏雪

6#楼（excellence）版主：
     理论指出，氮化件预处理硬度（即基体硬度）高，则表面硬度也高。这一点一般手册和教科书均有介绍，我也看到过两篇试验研究论文对此所做出的验证。
     但我通过多年来对多种不同要求和不同预处理要求的产品的跟踪检验和对比分析认为：氮化工件的表面硬度受诸多因素影响，在多数情况下，基体硬度的影响已经大大弱化，有时根本看不到基体硬度对表面硬度的影响，甚而至于得出相反的结论！
     我就做过专门的对比分析：个别炉次的产品，40Cr（42CrMo）调质至28HRC的氮化硬度竟低于正火件的氮化硬度！但这都是用小负荷试验力测试的结果，用大负荷试验力测试的结果肯定不同于此！
     这里有一个资料，我把它粘贴于此供各位分享：
     渗层表面硬度值与试验力的回归分析（摘要）
    （山西淮海机械厂  夏期成）
     根据实验和理论分析证明，硬度压痕深度应小于渗层厚的1/5~1/10才能测得真实的硬度值，这就要求测试时合理选择试验力，使位于压头下的塑性变形区局限在强化层以内。实际生产中的检测结果还表明，对于渗氮和氮碳共渗处理的强化层，即使在以上限定条件下，测得的HV值仍随试验力的大小而变化，并不是一个常数值。
     最大试验力的压痕深度（t）与渗层厚度（s）之比小于1/5~1/10（即tmax/s：小于1/5~1/10），以保证测试结果真实的反映渗层的硬度，而不受基体的影响。
     渗层表面硬度HV与试验力P之间具有明显的幂指数函数关系，其回归方程式可表达为HV=KPn（K为回归系数，n为回归幂指数）。
     维氏硬度压痕压入工件或试样表面的深度t与P和HV之间具有以下关系：t=0.19455
     试验表明，当试验力一定时，只有当s/t≥15时才能测得稳定而真实的HV值，取t=1/15s代入上式可推得：P=0.12HV•S2。
     渗氮和氮碳共渗等渗层的表面硬度值（HV），即使在不受基体影响的条件下，也是随试验力的大小而变化的，其变化规律具有幂指数函数关系（HV=KPn）。回归系数K的物理意义为HV1的数值，幂指数n为HV与P 对数关系直线的斜率，反映HV受P影响的程度。
    实验表明：渗层表面硬度与试验力的幂指数函数（HV= KPn）关系具有较普遍的适用性，它不仅适用于渗氮等化合物层很薄而扩散层较厚的化学渗层，而且也适用于以化合物层为主的渗硼等渗层。这是因为即使在以形成化合物为主的渗硼层中，由表及里仍存在元素浓度、相结构、组织组成、致密度的渐次变化。
    可见，测试化学热处理强化表面的硬度值是有条件的，它反映的是在相应试验力作用和影响所及范围内渗层的硬度综合考量指标。因此，对于渗层表面硬度的技术要求，应该明确标注试验力条件。
关于试验力的正确选择方法，可根据设计要求的表面硬度和渗层厚度的下限值，按P=0.12HV•S2计算求得.
                                                                                                                                                                               —摘自《金属热处理》（1996，NO．12）

4827

因为氮化温度是高温，基体的调质硬度影响已被大大弱化，而主要是材料成分起作用。如38CrMoAl氮化硬度就高，而中碳钢无论调质硬度多高，其氮化硬度都不会高，这主要是生成的氮化物影响硬度。

laoguei

调质是结构钢常用的预先热处理工艺，调质的回火温度至少要比渗氮温度高20
～40℃。回火温度越高，工件硬度越低，基体组织中碳化物弥散度愈小，渗氮时氮
原子易渗入，渗氮层厚度也愈厚，但渗层硬度也愈低。因此，回火温度应根据对基
体性能和渗层性能的要求综合确定。调质后理想的组织是细小均匀分布的索氏体组
织，不允许存在粗大的索氏体组织，也不允许有较多的游离铁素体存在

excellence

感谢杨工的回复和提供的资料！
反复看了这篇文章，根据实验和理论分析证明，硬度压痕深度应小于渗层厚的1/5~1/10才能测得真实的硬度值，这就要求测试时合理选择试验力，使位于压头下的塑性变形区局限在强化层以内。实际生产中的检测结果还表明，对于渗氮和氮碳共渗处理的强化层，即使在以上限定条件下，测得的HV值仍随试验力的大小而变化，并不是一个常数值这应该是这篇文章的中心思想，黑体字为引用内容，红色字体为作者的不同观点。对这两个结论我更相信前者，因为作者在试验材料和检测硬度试验力的选择上存在明显的不合理之处，另外对“1/5~1/10”的理解也可能不够准确，我计算了一下（不知是否正确）40Cr离子渗氮后用HV1检测硬度值714，其压痕深度大约0.01mm，基本上是化合物层的厚度甚至超过了化合物层厚度。结合上述两点我认为合理选择硬度检测时的试验力可以做到渗氮/氮碳共渗的表面硬度不受基体硬度的影响，反过来说之所以渗氮/氮碳共渗的表面硬度受基体硬度的影响是因为硬度检测时的试验力过大，检测结果反映的是表面硬度和基体硬度等的综合值。
个人观点，谬误之处请大家多多指教！

大猫

excellence 发表于 2009-10-30 22:32
感谢杨工的回复和提供的资料！
反复看了这篇文章，根据实验和理论分析证明，硬度压痕深度应小于渗层厚的1/ ...

那么这个所谓的渗层厚度，是包括扩散层吗？

孤鸿踏雪

大猫 发表于 2012-2-29 16:49
那么这个所谓的渗层厚度，是包括扩散层吗？

建议你好好消化一下附件提供的标准