不銹鋼滲氮的目的是提高表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能。各種類型的不銹鋼原則上都可進行滲氮處理。
將工(gong)件放在(zai)含有(you)活(huo)性氮(dan)的(de)氣氛中,在(zai)一定的(de)溫度和壓力下使氨原(yuan)子滲入工(gong)件表面并向內擴散(san),在(zai)工(gong)件表面一定深度形成具有(you)較(jiao)高硬度的(de)氮(dan)化層(ceng),這個工(gong)藝(yi)過(guo)程叫滲氮(dan)。
氮化層的(de)組織,可根據鐵(tie)-氮平衡圖(tu)(tu)來(lai)確定。見(jian)圖(tu)(tu)7-1。從圖(tu)(tu)可見(jian),隨(sui)鐵(tie)中的(de)含氮量不同(tong),鐵(tie)與氮可形成α、y、γ'、ε、ξ相。

α相(xiang)是(shi)含(han)氮鐵(tie)素體(ti),在(zai)滲氮初期形成,α相(xiang)在(zai)室溫含(han)氮量(liang)只有0.004%,在(zai)590℃時最大含(han)氨量(liang)為0.11%.滲氮開始階(jie)段,表層(ceng)的(de)x未(wei)被氮所飽和(he)(he)(he),隨著氨的(de)不(bu)斷(duan)滲人,使α達到飽和(he)(he)(he)的(de)含(han)氨量(liang)。氮繼續向工件內部(bu)擴散,a達到氮的(de)過飽和(he)(he)(he)狀態。
γ相是含氮奧(ao)氏體,只(zhi)存在(zai)于共(gong)析(xi)(xi)溫度(du)(約(yue)591℃)以上,硬度(du)約(yue)為160HV,在(zai)共(gong)析(xi)(xi)溫度(du),含氮量約(yue)為2.35%,最大含氨量可達到2.89%(約(yue)650℃).γ相在(zai)共(gong)析(xi)(xi)分解時(shi)的產物為a +γ 。
γ' 相是一種固溶體(Fe4N),是在滲氮過程中,當α相處于氨的過飽和狀態時發生的轉變產物,硬度大于550HV。γ' 相脆性不大。
ε相是近于Fe3N和Fe2N之間的一種固溶體,有的稱為Fe3N。ε相是在滲氨時,當γ相達到氮的過飽和狀態時形成的。ε相脆性稍大,硬度約為260HV。
ξ相是Fe2N固溶體,其含氮量比ε相更高,脆性更大。在顯微鏡下不易與ε相區分,所以,也有將其歸于ε相的。
在不銹鋼滲氮組織中,除Fe4N、Fe3N、Fe2N外,還存在合金氮化物。

表7-1是常見不銹鋼中(zhong)可能存在的氮化物及其(qi)結構和(he)基本特(te)性

