氮碳共渗工艺特点

由Fe-N-C相图可知，氮碳共渗温度在565℃时，有γ相存在，它能溶解0.35%C和1.8%N。渗氮或氮碳共渗改变***状态，因而也改变钢铁材料在静载荷和交变应力下的强度性能、摩擦性、成形性及腐蚀性。快冷时,此γ（含氮碳奥氏体）淬火转变为α'相（含氮碳马氏体）。在缓冷时有γ相发生共析反应，形成（α γ'）共析体，并不断由α相中析出γ'相，使渗层硬度降低。生产实践证明，氮碳共渗温度采用560－570℃为佳，快冷比缓冷硬度有较大提高（约高出10HRC以上）。所以氮碳共渗时，特别是碳钢一定采用快冷，如油冷，其原因也在此。

渗层***与性能：

氮碳共渗***由化合物层和扩散层组成。

一般，化合物层厚度约2～25μm。

1．化合物层氮碳共渗层外层在硝i酸酒精腐蚀以后发亮，几乎看不出***。其组成相将随钢种而变。

碳钢中化合物层是由Fe2~3N、FexCyNz、Fe4N和Fe3C相组成，而合金钢中化合物层是含Cr、Mo、AI等氮化物和合金氮碳化合物组成。

2．扩散层

连接在化合物层下的是氮碳共渗层的其余部分，大多呈界限清晰的明显过渡形式，其组成也随钢种而变。

碳钢中扩散层是由α-Fe、Fe4N、Fe3(CN)组成，而合金钢除α-Fe、Fe4N外，还由合金氮化物（如AlN、CrN、MoN等）与(FeMe)3(N、C)组成。

氮碳共渗工艺的优点：

1)氮碳共渗层硬度高，碳钢氮碳共渗处理后渗层硬度可达570~680HV，模具钢、高速钢、渗氮钢共渗后硬度可达850～1200HV；渗层脆性低，有优良的耐磨性、耐疲劳性、抗咬合性、热稳定性和耐蚀性。

2)工艺温度低，且可不淬火，工件变形小。

3)处理时间短，经济性好。

4)设备简单，工艺易掌握。

存在的问题是：渗层浅，承受重载荷零件不宜采用。

碳氮共渗与氮碳共渗的区别

等离子氮化由于其温度低、渗氮周期短(温度为500-520℃,时间为12至15小时)***由ε相、γ相组成,基本不含有脆性ζ相,从而使热应力和***应力大为降低,变形量小,不易开裂,可作为last工序。气体软氨化(碳氮共渗)温度常用560-570℃,因该温度下氮化层硬度值较高。气体渗氮温度一般为500~560℃,时间一般为30至50小时,采用氨气(NH3)作渗氮介质,可以看出温度虽然不高,但时间很长,其热应力就大。***由ε相、γ相组成,处理不好时有脆性ζ相。

气体软氨化(碳氮共渗)温度常用560-570℃,因该温度下氮化层硬度值较高。氮碳共渗工艺的优点：1)氮碳共渗层硬度高，碳钢氮碳共渗处理后渗层硬度可达570~680HV，模具钢、高速钢、渗氮钢共渗后硬度可达850～1200HV。氮化时间常为2-3小时,因为超过2.5小时,随时间延长,氮化层深度增加很慢。可以看出碳氮共渗的温度较高,其***由ε相、γ相和含氮的渗碳体Fe3 (C, N)所组成,所以热应力和***应力都较前两者大,再者渗层薄,所以不能承受重载。但这种处理也有优点,由于软氮化层不存在脆性ζ相,故氮化层硬而具有一定的韧性,不容易剥落。