氮基气氛保护下结构钢热处理的增脱碳平复控制技术
GBT 8121-2002 热处理工艺材料术语
前言本标准是对修订时参考了近期国外有关的按章改为本标准的附录本标准由全国热处理标准化技术委员会本标准起草单位武汉材料工业涂料分工交通大本标准主要起中华人民共和国国家标准热处理工艺材料术语代替中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局批准实施范围本标准规定了与热处理有关的加热热处理保护涂料等热处理工艺材料主要及英本标准适用于热处理专业技术相关标准及技术文总类热处理工艺材料为了保证对金属材料或工下简称工及化学热处理等工艺过程的实期的化学成结构与性能以及表面状态所需要的各类加热介质工件进行用的热能的如各类或金属及油和其他一些固态颗粒淬火冷却介质工件进行淬火冷却所使用的热能的如水和水溶性盐类或有机物的水溶液以及化学热处理渗剂在给定温度下能产生一种或几种活性原子并能渗入工件的表层以改变其化学成结构和性能的化学热处理工艺所使用的热处理保护涂料在给定温度下能保护被加热工件表面不发生氧或其他化学成分变化的涂如防氧化防渗渗渗硼涂料表面改性材料以等等技术对工件表面改性使用的热处理常用气氛类保护气氛在给定温度下能保护被加热工件表面不氧或其他化学成分不发生变化的活性气氛在给定温度下能与工件表面发生化学反应的中性气氛在给定温度下不与被加热工件发生氧化或还或渗碳反应的惰性气氛化学性质与其他物质反应的如还原气氛在给定条件下可使金属氧化物还原的氧化气氛在给定温度下与被加热工件发生氧化反应的渗碳气氛在给定温度下使工件表面增加碳含量的渗氮气氛在给定温度下使工件表面增加氮含量的可控气氛成分可按氧化还碳脱碳效果控制的炉中混合吸热式气氛将燃料气和空气以一定合在一定的温度与催化剂作用下通过吸热反应裂解生成的放热式气氛将燃料气和空气以接近完全燃烧的等过程而制备的放热吸热式气氛将燃料气和空气混合并完全加少量燃料气在一定温度与催化剂作用下制成的滴注式气氛把适量的某些有机液体滴入到处于一定温良好的炉内在炉内直接裂解形成的氮基气氛一般指含氮在的混合化放热式燃烧净化化分馏氮气用碳分子筛常温空气分离氮和薄膜空分制氮的气氛一般需添加少量甲醇裂解气氛以消除残余氧影响的直生式气氛将燃料气和空气按吸热式气氛的比例配通入渗碳炉中在炉内裂解成所需成分的氨分解气氛液氨在一定温度于催化剂作用下裂解成含氢氮混合氨燃烧气氛氨气在催化剂作用下接近完全燃烧后除水含氮在的富化气通常为了增加气氛的碳势而加入的富滴入可在高温裂解的有机载气作为化学热处理的载运活性组分的稀释热处理盐浴用盐类低温盐使用温度低于混合如硝酸盐或其混合中温盐使用温度在间的混合高温盐使用温度在的混合盐浴校正剂脱氧剂为除去盐浴中的氧化物而加入对氧或氧化物有高亲和力或对其有还原作用的中温盐浴校正剂中温盐浴脱氧剂在使用温度间的盐浴校正高温盐浴校正剂使用温度在的盐浴校正氧化剂在给定温度下使工件表面产生氧化膜或氧化层的还原剂在给定温度下使工件表面的氧化膜通过还原反应发生分解的中性盐在给定温度下在盐浴中主要起传热作用一般不与工件发生化学反应的覆盖剂为避免氧化或减少热在熔融金属或盐浴液面上的再生盐调整盐浴成分使老化的化学热处理盐浴恢复活性的添渗碳剂在给定温度下能产生活性碳原子使工件增碳的固体渗碳剂由供碳剂及催渗碳过程中能产生活性碳原子的固体膏体渗碳剂由供碳渗剂及粘结剂组成在渗碳过程中能产生活性碳原子的膏盐浴渗碳剂液体渗碳剂含有能产生活性碳原子组分的渗碳混合气体渗碳剂含有富碳组分在渗碳过程中能产生活性碳原子的气体滴注渗碳剂直接滴入一定温度的渗碳炉中裂解能产生渗碳气氛的有机催渗剂在化学热处理过程中为了增加渗剂的活快化学反应而加入的渗氮剂在给定温度下能产生活性氮原子使工件渗氮的盐浴渗氮剂体渗氮剂含有能产生活性氮原子组分的渗氮混合气体渗氮剂含有富氮组分在渗氮过程中能产生活性氮原子的气体碳氮共渗剂含有富氮组分在给定温度下能产生活性原子使工件实现碳氮共渗并以渗碳为主的盐浴碳氮共渗剂体碳氮共渗剂在碳氮共渗温度有能产生活性原子组分的碳氮共渗混合气体碳氮共渗剂含有富氮组分在碳氮共渗温度下能产生活性原子的气体氮碳共渗剂含有富碳组分在给定温度下能产生活性原子使工件实现氮碳共渗并以渗氮为主的盐浴氮碳共渗剂液体氮碳共渗剂含有富碳组共渗温度下含有产生活性原子的氮碳共渗混合气体氮碳共渗剂含有富碳组分在氮碳共渗温度下能产生活性原子的气体硫氮共渗盐在给定温度下能产生活性原子的混合硫氮碳共渗盐在给定温度下能产生活性原子的共渗常由基再生盐气体硫氮碳共渗剂在给定温度下含有能产生活性原子组分的混合渗硫盐在给定温度下能产生活性硫原子将硫渗入工件表层的混合氧氮共渗剂在给定温度下能进行氧氮共渗的混合氧氮碳共渗剂在给定温度下能进行氧氮碳共渗的混合渗其他非金属剂与渗金属剂及其共渗剂类渗硼剂在给定温度下能产生活性硼原子的固体渗硼剂由供硼渗剂及填充剂组成在渗硼过程中能产生活性硼原子的状或粒膏体渗硼剂膏状渗硼剂由供硼剂及粘结渗硼过程中能产生活性硼原子的膏熔盐渗硼剂体渗硼剂由供硼性盐及催渗剂或以硼砂为基添加其他成分所组成的渗硼用混合渗硅剂由供硅渗剂与填充载定温度产生活性硅原子的渗铝剂在给定温度下渗铝过程中能产生活性铝原子的固体渗铝剂由供铝渗剂及填充渗铝过程中能产生活性铝原子的固体热浸铝浸镀铝浴在给定温度下能使工件表面形成铝及铝合金的熔融铝固体渗铬剂由供铬渗剂与填充剂所组成在渗铬过程产生活性铬原子的固体状或粒气体渗铬剂由气体及其他组分组成在渗铬过程中能产生活性铬原子的气体固体渗锌剂由锌粉或添加催渗剂与填充剂所组成的能产生活性锌原子的热浸锌浸镀锌浴在给定温度下能使工件表面形成锌及锌合金层的熔融锌热浸金属浴在给定温度下能使工件表面形成金属及合金层的熔融金属硼砂熔盐渗金属剂以硼砂为主要成别加入含或钛等金属粉末及其化合物与还原在给定温度工件渗金属的混合多元共渗剂对工件进行二种以上元素共渗时所用的铬铝共渗剂由含的物质组成在给定温度下能产生活性原子的硼铝共渗剂由含硼和铝的定温度产生活性原子的铬铝硅共渗剂由含的物质所组成在给定温度产生活性原子的填充料在装箱工件不氧结及起稀释作用的粉末状或粒状淬火冷却介质类无机盐水溶液淬火介质用于淬火冷却的不同浓度无机氯化化盐及水玻璃碱水溶液淬火介质用于淬火冷却的不同浓度碱的水溶液如氢氧化钠聚合物淬火剂由有机聚合物加少量防腐锈剂及消泡剂而制成的水溶液普通淬火油不含添加剂用于工件淬火冷却的矿物快速淬火油为了改善普通淬火油冷却能力或其他入速冷剂等添加剂的淬火真空淬火油真空淬火使用的饱和蒸汽压极力稳定的特种油光亮淬火油含有光亮剂及抗氧化剂用于淬火冷却的矿物油为基的油回火油加有抗氧化剂并具有高闪点的矿物油为基的油贝氏体等温淬火介质贝氏体等温淬火处理时用的马氏体分级淬火介质马氏体分级淬火处理时用的如分级淬火盐淬火碱浴用于淬火冷却的苛性气体淬火介质用于工件淬火冷却的如和惰性气体流态床淬火介质由气流和悬浮的固体颗粒构成的流态床致冷剂使淬火工件冷却至低于更低温用的如温或液氮蒸汽热处理保护涂料类防氧化涂料涂敷于工加热工件不发生氧化的涂高温保护涂料由低温成膜温成膜加剂及粘结剂等按一定比例高工件防止氧化与脱碳的涂防渗涂料由阻膜结剂及松散剂等组成涂敷在工件局部在化学热处理过程中起防渗作用的涂防渗碳涂料涂敷于工件局需渗碳的部渗碳过程中起防渗作用的涂防渗氮涂料涂敷于工件局渗氮过程中起防渗作用的涂防碳氮共渗涂料涂敷于工件局共渗过程中起防渗作用的涂防渗硼涂料涂敷于工件局渗硼过程中起防渗作用的涂防渗金属涂料涂敷于工件局渗金属过程中起防渗作用的涂包装热处理保护材料工件进行包装热处理时使用的包装材料如不锈热钢箔附录中文索引氨分解气氛氨燃烧气氛包装热处理保护材料保护贝氏体等温淬火介质表面改性催淬火碱浴氮基气氛氮碳共渗剂低温滴注渗碳剂滴注式气氛多元共渗惰性防渗氮涂防渗金属涂料防渗硼涂防渗碳涂料防渗涂料防碳氮共渗涂防氧化保护涂料防氧化涂放热式气氛放热吸热式气氛覆盖剂富化气膏体渗硼膏体渗碳剂高温保护涂高温高温盐浴脱氧剂高温盐浴校正膏状渗硼剂铬铝共渗剂铬铝硅共渗剂固体渗铬剂固体渗铝固体渗硼剂固体渗碳固体渗锌剂光亮淬火化学热处理还原剂还原回火油活性剂活性加热介质碱水溶液聚合物淬火剂可控气氛快速淬火硫氮共渗盐硫氮碳共渗盐流态床淬火介质马氏体分级淬火介质硼铝共渗剂硼砂熔盐渗金属剂普通淬火油气体淬火介质气体氮碳共渗剂气体硫氮碳共渗剂气体渗氮剂气体渗铬剂气体渗碳剂气体碳氮共渗剂热处理保护涂料热浸金属浴热浸铝浴热浸镀铝热浸镀锌浴热浸锌浴熔盐渗硼剂渗氮剂渗渗硅剂渗铝渗硫盐渗硼剂渗碳渗碳气氛碳氮共渗剂填充剂填料脱氧无机盐水溶液吸热式气氛盐浴氮碳共渗剂盐浴校正盐浴渗氮剂盐浴渗碳盐浴碳氮共渗剂氧氮共渗剂氧氮碳共渗剂氧化剂氧化液体氮碳共渗剂液体渗氮液体渗硼剂液体渗碳剂液体碳氮共渗剂载气再生盐真空淬火直生式气氛致冷剂中温盐中温盐浴脱氧中温盐浴校正剂中性气氛中性附录英文索引。
特殊热处理——可控气氛
4~8
4~15
0.5
30~60
0.1
1~5
0
75
N2 余量 余量
余量 25
露点
-10/+20 -15/+5
-30 -30
.
7
主要保护气的来源及应用
气氛的类型 放热型气体DX
吸热型气体RX
基本燃料 丙烷，丁烷，油，天
然气
丙烷，丁烷，天然气
使用范围
铁基金属光亮退火，浓 有色金属，淡 电机和变压器硅钢片的脱碳 硬钎焊烧结 渗碳 退火，淬火，普通烧结，无脱碳的硬
.
3
基本原理
分解：渗剂中生成能渗入工件表面的活性原 子的反应。
吸附：活性的原子（或离子）于表面金属的 原子产生键合而浸入其表层。
扩散：工件表面吸附活性原子（或离子）后 ，其表面浓度与内部形成浓度梯度，满足扩 散条件，渗入的元素相内部迁移形成一定厚 度的扩散层。
.Hale Waihona Puke 4可控气氛热处理目的
.
5
主要的可控气氛
材料烧结
净化的氨基气体 单组分气体NX
丙烷，丁烷，天然气 黑心可锻铸铁的退火，
油
无脱碳退火，低温退火，
炉子净化
氨基气体AX
氨（利用分解过程） 合金钢的退火和硬钎焊（存在Cr，
.
Al， Si）
8
工业使用率的统计
放热气氛25%
吸热气氛25%
净化的氮基或单组分气体气氛30%
分解氨气氛12%
其他气氛8%
氨分解气氛：
❖ H2 75%,N2 25%.
❖ 不锈钢、硅钢的退火等
.
14
特殊气氛
有机液体的滴注式气氛：
可控气氛热处理
可控气氛热处理我国可控气氛热处理长期发展缓慢，主要原因是设备性能差，可靠性低，在品种和数量上均不能满足要求。
近年来随着大量技术改造的开展，可控气氛热处理正在迅速崛起。
常用的保护气氛类型有以下一些：1．吸热式气氛。
这是一种较多采用的可控气氛，其制备方法是将原料气(天然气、液化石油气、城市煤气等) 与空气按一定比例混合，通过装有催化剂外部加热的反应罐，然后急速冷却，获得含有0～24% CO2，0～40% H2，38～45% N2及含有微量CO2、H20、CH4、O2的气氛。
缺点是对铬有氧化反应，不适用高铬钢、不锈钢，在低于700 ℃时与空气混合具有爆炸性，并易积碳黑，不能用于高温回火。
2．滴注式气氛。
采用液体有机化合物如: 甲醇、乙醇、丙酮、煤油等直接滴入热处理工作炉产生气氛。
可用于中、小零件的光亮淬火、渗碳、碳氮共渗等。
由于滴注式气氛所需装置比较简易，不需发生器，原料易取得，设备价格较低，上马快，旧的井式气体渗碳炉稍加改装便可推广，尤其在液化石油气供应有困难的地区，具有很大的吸引力。
缺点是有机原料甲醇的价格昂贵，耗气量大，产气成本是几种保护气氛中最高的。
另外，也容易产生网状碳化物。
3. 氮基气氛。
这是一种在热处理炉内直接反应生成的保护气氛。
与吸热式气氛相比，具有许多优点: 不需要发生器，减少设备投资，操作灵活，适应性广，不易积碳黑，减少氢脆和内氧化，提高热处理质量，安全节能。
常用的氮基气氛有以下几种类型:(1) N2+ H2，是在纯氮中加入少量的H2(一般为2%～5%) 而成。
(2) N2+ CH4(或C3H8)，当用作保护气氛时，可加入2% ～5%的CH4。
这种混合气体有较高的碳势，用作高碳钢、轴承钢等加热时，可保持工件表面光亮，不脱碳也不增碳。
(3) N2+ CH3OH，是60%氮与40%甲醇的混合气。
可在工作炉内制成与吸热式气氛成分基本相同的气氛，称为“合成吸热式气氛”，是一种既具有氮基气氛特点的吸热式气氛，而碳势控制又比较容易。
航空产品热处理的质量检验1张守辉
航空产品热处理的质量检验 1张守辉发布时间：2021-10-09T02:52:29.672Z 来源：《防护工程》2021年14期作者：张守辉 2狄繁 3杨敏洁[导读] 热处理是在一定介质中加热、保温、冷却的工艺手段或过程，它是通过改变金属材料或零件产品表面和内部的结构、应力和应变来控制金属材料或零件性能的技术手段或过程。
航空产品中为了适应航空产品减轻重量、提高使用性能的要求，绝大多数航空金属零件都要进行热处理，以获得高的比强度和良好的综合性能，航空零件的热处理决定了零件的内在质量，直接影响零件的加工性和使用性，在航空工业生产中热处理占有及其重要的地位。
而如何实施航空产品热处理过程的质量检验及控制，确保热处理后零件产品的质量及性能要求显得尤为重要。
张守辉 2狄繁 3杨敏洁航空工业沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳 110034摘要：热处理是在一定介质中加热、保温、冷却的工艺手段或过程，它是通过改变金属材料或零件产品表面和内部的结构、应力和应变来控制金属材料或零件性能的技术手段或过程。
航空产品中为了适应航空产品减轻重量、提高使用性能的要求，绝大多数航空金属零件都要进行热处理，以获得高的比强度和良好的综合性能，航空零件的热处理决定了零件的内在质量，直接影响零件的加工性和使用性，在航空工业生产中热处理占有及其重要的地位。
而如何实施航空产品热处理过程的质量检验及控制，确保热处理后零件产品的质量及性能要求显得尤为重要。
本文对铝合金、钛合金、高温合金及钢的热处理质量检验进行了简单论述，期望为航空领域飞机制造企业的航空产品热处理的质量检验水平提升提供借鉴。
关键词：航空产品；热处理；质量控制；检验1引言金属材料热处理是重要的航空制造技术之一，它对航空产品的性能、质量和寿命起着举足轻重的作用。
航空零件的热处理决定了零件的内在质量，直接影响零件的加工性和使用性，热处理的不合格零件不仅仅造成了生产原料的浪费，更重要的是存在严重的隐患，而安全可靠是航空产品追求的另一个目标，热处理质量对航空产品的可靠性将产生重大影响。
热处理知识
热处理热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。
基本简介热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。
发展简史在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。
早在公元前770至前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。
中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。
随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。
1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。
与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。
1850～1880年，对于应用各种气体（诸如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利。
1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。
二十世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。
氮化基本原理及操作指南
氮化基本原理及操作指南1. 氮化基本原理及操作指南本人多年从事氮化炉的安装及工艺调试工作，总结了一些氮化操作原理和要点，和大家一起讨论，请大家多多指教。
氮化基本原理及操作指南(仅供参考)一、概论：1、氮化就是把氮渗入钢件表面，形成富氮硬化层的化学热处理过程。
2、氮化处理：氮化处理是利用氨在一定温度下(500~600℃)，所分解的活性氮原子向钢的表面层渗透扩散而形成铁氮合金，从而改变钢件表面机械性能(增强耐磨性，增加硬度，提高耐蚀性等)和物理、化学性质。
3、氮化过程：氮化共有三个过程：(1)氨的分解随着温度的升高，氨的分解程度加大，生成活性氮原子。
2NH3→6H+2[N](2)吸收过程钢表面吸收氮原子，先溶解形成氮在Q-Fe中的饱和固溶体，然后再形成氮化物。
2mFe+2[N]→2FemN(3)扩散过程氮从表面饱和层向钢内层深处进行扩散，形成一定深度的氮化层。
二、工件如何进行氮化1、组织准备氮化工件在氮化前，必须具有均匀一致的组织，否则氮化层质量不高，通常都是采用调质、(淬火)处理来作为预备热处理。
2、气密性检查氮化前应对加热炉、氮化罐和整个氮化系统的管道接头处进行气密性检查，保证氨气不漏和在管路中的畅通无阻。
3、工件工作面的抛光清洁要求氮化的表面要经过认真的打磨抛光(像镜面一样)及仔细的检查，氮化表面应无油迹、锈蚀、尖角、毛刺、碰伤和洗涤不掉的脏物，对于非氮化面要检查防护镀层是否完整。
要氮化前清洗零件≤2小时，先用干净棉纱擦净油污，再用汽油、酒精或四氯化碳等清洗，也可用稀盐酸或10％碳酸钠(Na2CO3)沸腾的溶液中去油，一般在溶液中煮沸8-10分钟，然后用清水反复洗涤。
另外组织吹干、擦千。
装炉时，对于易变形零件，如杆件，最好垂直吊挂在罐中。
4、防止工件局部氮化有些工件某些部位不需要氮化，可以用以下几种方法加以防止。
(1)镀金属法a,b(略)(2)涂料法a,b,c,d(略)5、通入氨气前应注意事项(1)氨气(液氨)：要求水、油总含量≤0.2%，氨(NH3)含量≥99.8％。
氮基保护气氛辊底式热处理生产线
前 所有方 案中 复杂 的液 压 系统 ， 设 备运 行 更 可 使 靠， 同时也避 免了液压 系统 元件 经常泄 漏 的现象 。 设 置 了光 栅工件方 阵位 置检 测器及 数码 记数 监 控 系统 。炉 衬全部采 用保 温性 能优 良的轻 质抗 渗 碳砖 和超轻 质的硅 酸铝纤 维毯 。采用 高纯 氮气 保 护 ， 通人 一定 的富化 气 ， 并 防止 工 件 氧 化脱 碳 。 为防 止空气进 入 和保 护 氮气 均 匀 地 进 入 炉膛 ， 氮 气 人 口的位置 设在 炉膛保 温 区和辊棒 两端 。加热 炉分 ４区控 温 ， 以使炉 温实 现精确 控制 ， 内装 有 炉 氧探 头 和 炉压 计 ， 炉膛 压 力 不小 于 １ ｉ 水 柱 。 ５ｈ ｍ 设有 手摇 装置 ， 以保证 在 断 电 时 能够 手 摇 来 回转
足 Ｊ Ｉ Ｑ ２ — ９ 标 准对 轴 承产品 的外 观要求 。 Ｂ Ｃ １８ １
上 ， 火油 由底部 喷 出 ， 正／ 淬 并 反流 动 ， 可根据 工 件 形状 及 工 艺要求 控 制油 的流 向及 冷 却 速度 ， 满足 不 同工 件 淬火后 对 变形 及 金相 组 织 、 度 等 的要 硬
３０ｏ ０ ｃ左右 ， 以尽 量 碱 少 工 件 在加 热 过 程 中产 生 应 力变 形。
１ 组 成
上料 台 、 清 洗 机 、 底式 淬 火 加热 炉 、 涌 前 辊 泉
式 辊 底 淬 火 槽 、 底 式 二次 冷 却槽 、 向传 送装 辊 横
置、 后清 洗机 、 底式双 层 回火 炉 、 料 台、 辊 卸 保护气 体 站和 电控柜 。
维普资讯
《 轴承）０￣．ｏ ６ ２０ Ｎ
２２２ 结构特 点 ．．
采用泉 涌式 淬 火 方 法 ， 淬火 工 件 停 留在 辊 道
浅谈钢的热处理技术
浅谈钢 的热 处 理技 术
邱家发 陈洪梅
（ 西南交通大学， 四川 成都 ６ １ １ ７ ５ ６ ）
【 摘 要】 在如今 高速发展的社会生活 中， 钢是我们 不可或缺的材料 ， 为 了达到人们预想 的・ ｌ ｉ ｎ ｇ 和要求 ， 在 这方面有很 多研究。
其中钢 的热处理 占了举足轻重的地位 ， 对钢 的热处理的研 究不仅可以提 高零件机械性能和表面质量， 节约能源 ， 降低 成本 ， 提 高经 济效 益， 以及减少或者 防止环境污染等， 为 了这些， 现今发展 了了许多热处理新技 术， 新工艺。 【 关键词】 钢； 热处理； 机械性 能； 表 面质量 ； 新技 术
二、 真空热处理 钢 材无特殊 要求 ， 可将锻造和 轧制 同热处 理结合起来 ， 省 去重 新加热过程 ， 从而 节约能源 ， 减少材料 的氧化 、 脱碳和 变形 ， 且
在真空 中进行 的热处理称 为真空热 处理 。它包 括真 空淬 不要求大 功率设备 ， 生产上 容易实现 ， 所 以这种 处理得 到了较
下， 经吸热而制成的气体称为吸热式气氛。吸热式气氛主要用 法 。将塑性变形和热处理有机结合起来 ， 以提 高材料机械性 能
作渗碳气氛和高碳钢 的保护气氛 。 （ ２ ） 放热式气氛。 燃料气靠 自 的复合热处理工艺， 称为形变热处理 。（ １ ） 高温 形变热处理 。高 身的燃烧 反应而制成 的气体 ，由于反应 时放 出的大量 的热量 ， 温 形变 热处 理是将钢加热 到稳定的奥 氏体 区域 ，进 行塑性变 故称 作为放热 式气氛 。它是所有 制备气氛 中最便宜 的一 种， 主 形 ， 然后立即淬火和 回火 。高温变形热处理和普通热处理相 比，
等 。二是真空淬火 ， 真空淬火 已大量用于各种渗碳钢 、 合金工具
两种热处理加热介质对300M钢疲劳性能的影响
（ ｅｉ ｓｔｅｏ ｅ ｎ ｕｃ ｌ ｔ ｉｌ， ｅｉ １０ ９ ） Ｂｉｎ Ｉ ｔｕ ｊ ｇ ｎ ｉ ｔ ｆＡｒ ａ ｔａ ｅａｓ Ｂ ｉ ｇ ０ ０ ５ ｏ ｉ Ｍａ ｒ ｊ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ： ０ Ｍ ｔｅ ；ｈ ａ ｔ ａｍｅ ｔ ｎ ｎ ｔ ｇ ｎ ｂ ｓ ｄ ａｍｏ ｐ ｅ ｅ ａ ｕ ｍ ｅ ｔｔ ａｍｅ ｔ ｈ ｔｐ ｅ ｉｇ，ｆｔ ｅ ｌ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ３ ０ ｓ ｌ ｅ ｔ ｒ ｔ ｎ ｉ ｏ ｅ ａ ｅ ｔ ｓ ｈ ｒ ；ｖ ｃ ｕ ｈ ａ ｒ ｔ ｎ ；ｓ ｏ ｅ ｎ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｅ ａｉ ｉ ｕ ｇ ｍｉ
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氮化碳基光催化材料的制备及性能
氮化碳基光催化材料的制备及性能一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严峻，寻找高效、清洁的能源转换和存储技术已成为科学研究的重点。
光催化技术作为一种能够利用太阳能进行化学反应的绿色环保技术，受到了广泛的关注。
氮化碳（C3N4）作为一种新型的非金属半导体光催化材料，因其独特的电子结构和良好的化学稳定性，在光催化领域展现出了巨大的应用潜力。
本文旨在深入探讨氮化碳基光催化材料的制备方法、表征手段以及其在光催化反应中的性能表现。
我们将首先介绍氮化碳的基本性质和研究背景，然后详细阐述各种制备氮化碳基光催化材料的方法，包括物理法、化学法以及新兴的模板法等。
随后，我们将通过一系列的实验数据和表征结果，分析氮化碳基光催化材料的结构、光学性质以及光催化性能。
我们将讨论氮化碳基光催化材料在实际应用中的前景和挑战，以期为未来光催化技术的发展提供有益的参考。
二、氮化碳基光催化材料的制备氮化碳（C3N4）作为一种非金属半导体光催化材料，在光催化领域展现出了巨大的应用潜力。
其独特的电子结构和稳定性使其成为光催化反应的理想选择。
氮化碳基光催化材料的制备过程通常包括前驱体的选择、热缩聚反应以及后续的改性处理等步骤。
选择合适的前驱体是制备氮化碳基光催化材料的关键。
常用的前驱体包括尿素、硫脲、三聚氰胺等富含碳、氮元素的有机物。
这些前驱体在热缩聚过程中能够发生缩聚反应，形成氮化碳的基本结构。
接下来，通过热缩聚反应将前驱体转化为氮化碳基光催化材料。
这一过程中，前驱体在高温下发生热解和缩聚，形成氮化碳的纳米结构。
通常，热缩聚反应需要在惰性气体保护下进行，以防止材料在制备过程中被氧化。
反应温度、时间和气氛等参数对氮化碳的结构和性能具有重要影响，因此需要进行精确控制。
为了进一步提高氮化碳基光催化材料的性能，还需要进行后续的改性处理。
常见的改性方法包括元素掺杂、表面修饰和构建复合结构等。
元素掺杂可以通过引入其他元素来调节氮化碳的电子结构和能带结构，从而提高其光催化活性。
氮气在粉末冶金中的应用
（1）烧结保护
采用氮基气氛进行烧结，使工件的表面氧化度更易于 控制。烧结期间，烧结零件表面和中心部分的碳含量 取决于烧结气体气氛。分带的气体气氛与适当的温度 和时间相结合，就可使烧结过程中的每一阶段都能实 现高效率和经济的目标。与氨分解、催化法反应气氛 相比，露点更低，更加节能、安全和易于操作，且适 应性更强。由于其气氛组分稳定以及应用范围广泛、 安全可靠愈来愈受到人们的青睐。
四、新型式钢体粉末冶金的制备工艺
离心雾化在氮气气氛下熔炼的铁合金可通过离心雾化 制成粉末 。 等离子旋转电极法离子雾化制备高氮钢粉，可以使渗 氮与雾化同步。 固态粉末氮化主要是在流化床反应器或旋转炉中进行 渗氮及机械合金化等 。 高压熔炼气体雾化此法适于生产商业用高氮钢粉末。 首先，在氮气气氛中高压冶炼使熔体中增氮；然后， 用高压氮气作为雾化气体将熔体雾化制成粉的优点
粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的 铸造组织。可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系 列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性 能。 可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是 一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。 可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料制品 可以实现净近形成形和自动化批量生产，可以有效地降低生产的资源和 能源消耗。 可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料， 是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。 我们常见的机加工刀具，很多就是粉末冶金技术制造的。
三、氮气的应用
氮基气氛是随着粉末冶金工艺和金属热处理的技术发 展而开发的一种节能的可变保护性气体气氛。 氮基气氛气体氮气含量一般在75％—95％之间， 常压露点在—40℃以下。在可控气氛中，氮气通常被 作为稀释保护性气体使用，注入一定量的氮气，可减 少原料气的消耗和表面碳黑的形成，提高炉内富化气 的分解率。氮基气体气氛系统不需要传统耗能的气氛 气体发生器，可控制同一绕结炉内不同部位所需的不 同气体气氛，据弃了以往以气氛气体组成和炉子功能 来平衡相互关系的复杂考虑，具有极大的灵活性和实 用性。
脱碳层相关知识点
脱碳层相关知识点一、什么是脱碳层？脱碳层是指在金属材料表面形成的一层低碳化合物层。
脱碳层通常由碳和金属元素的化合物构成，其主要作用是提高金属材料的强度和硬度，同时改变其物理和化学性质。
二、脱碳层的形成过程脱碳层的形成过程主要包括加热、保温和冷却三个阶段。
1.加热阶段：金属材料在高温条件下加热，使碳与金属元素反应生成碳化物。
2.保温阶段：加热后，金属材料保持在一定的温度下进行保温，以保证碳与金属元素的充分反应。
3.冷却阶段：保温结束后，金属材料通过快速冷却使脱碳层形成。
三、脱碳层的应用领域脱碳层广泛应用于金属加工、热处理和材料改性等领域。
1.金属加工：脱碳层可以提高金属材料的硬度和耐磨性，使其更适用于高强度和高磨损环境下的使用。
2.热处理：脱碳层可以改变金属材料的物理和化学性质，提高其耐腐蚀性和耐高温性能。
3.材料改性：通过控制脱碳层的形成过程，可以调整金属材料的组织结构和性能，实现材料的改性和优化。
四、脱碳层的优点和注意事项脱碳层具有以下优点：1.提高金属材料的强度和硬度，提高其耐磨性和耐腐蚀性能。
2.改变金属材料的物理和化学性质，使其更适应特定的工作环境和要求。
3.可以通过控制脱碳层的形成过程，实现材料的改性和优化。
在应用脱碳层时需要注意以下事项：1.脱碳层的形成过程需要严格的控制温度和时间，以确保脱碳层的质量和性能。
2.不同金属材料对脱碳层的形成过程有不同的要求，需要根据具体材料的性质进行调整和优化。
3.脱碳层的形成过程会消耗一定的能源，需要合理控制和利用能源资源，以减少对环境的影响。
五、脱碳层的发展趋势随着科技的发展和应用需求的不断增长，脱碳层技术也在不断创新和改进。
未来脱碳层的发展趋势主要包括以下几个方面：1.环保化：致力于减少脱碳层形成过程中的能源消耗和对环境的影响，研发更环保的脱碳层工艺和材料。
2.精细化：通过精确控制脱碳层的形成过程，实现脱碳层的微观结构和性能的精细调控。
3.多功能化：研发具有多种功能的脱碳层，以满足不同领域和工作环境的需求，如防腐蚀、抗磨损等。
氮化处理对钢铁材料热膨胀性能的改善研究
氮化处理对钢铁材料热膨胀性能的改善研究氮化处理是一种常用的表面处理方法，可以显著改善钢铁材料的热膨胀性能。
本文将介绍氮化处理的原理，探讨其对钢铁材料热膨胀性能的改善效果，并讨论其在工业应用中的潜力。
氮化处理是一种通过在钢铁材料表面形成氮化物层来改善材料性能的方法。
氮化物层通常由氮原子与基体金属原子相互作用形成的固溶体组成。
由于氮原子的尺寸较大，它们的加入会导致基体金属晶格的收缩，从而改变了钢铁材料的晶格结构和热膨胀性能。
氮化处理可以显著改善钢铁材料的热膨胀性能。
一方面，氮化处理可以使材料的热膨胀系数减小。
热膨胀系数是描述物体在温度变化下体积变化的指标，即单位温度变化下单位长度的增长或缩短程度。
通过氮化处理，基体金属晶格的收缩导致晶格常数和晶胞体积的减小，因此材料相应的线膨胀系数也会减小。
另一方面，氮化处理还可以提高钢铁材料的热稳定性。
热稳定性是指材料在高温下的稳定性能，包括热膨胀性能。
通过氮化处理，氮化物层可以在高温下起到保护作用，防止基体金属的晶格扩散和蠕变。
这种保护作用能够延缓材料的蠕变速度，减小材料在高温下的热膨胀。
氮化处理对钢铁材料热膨胀性能的改善不仅在实验室中得到证实，也在工业应用中取得了良好的效果。
在汽车制造、航空航天和能源领域等高温应用中，氮化处理被广泛应用于改善钢铁材料的热膨胀性能。
例如，在汽车发动机部件的制造中，氮化处理可以显著减少活塞和缸套之间的摩擦和磨损，提高发动机的工作效率和寿命。
然而，氮化处理也存在一些挑战和限制。
首先，氮化处理需要特殊的设备和气氛条件，增加了处理的成本和复杂性。
其次，氮化处理的温度和时间参数对处理效果有着很大的影响，在不同的材料和应用情况下需要进行优化。
此外，氮化处理还需要考虑材料的表面准备和后处理工艺，以确保处理层的质量和稳定性。
综上所述，氮化处理是一种有效改善钢铁材料热膨胀性能的方法。
通过在钢铁材料表面形成氮化物层，氮化处理可以降低材料的热膨胀系数和提高热稳定性。
退火热处理原理
退火热处理原理一、氨气分解气氛氨分解气体一般用液氨经减压气化后，在催化剂的作用下分解而成，其组成为75%H2和25%N2，因N2为中性气体，所以它的性质与氢气基本相同。
该气氛使用于高鉻钢，高鉻耐热合金、膨胀合金及不锈钢等钢丝以及机针钢丝成品的光亮退火等。
二、氨燃烧气氛因氨分解含H2高达75%，不安全，又是吸热反映，耗电多，因此又发展成氨燃烧气氛，即将氨分出来的75%H2燃烧掉，达到96%N2和4%H2，露点达-60℃的气氛，该气氛为放热反映，其性质与N2基本保护气体相同。
三、氢保护气体氢可用电解水法生产，也可用焦炉煤气或来自化工厂副产品制备，H2的还原性很强，氢能使钢表面层脱碳生成甲烷，氢的脱碳作用在700℃以下时可以忽略，超过700℃则显著增强。
小规格的不锈钢丝进行热处理时常用氢气作为气氛。
四、氮气气氛在一般的热处理温度下，氮气处于惰性状态，无毒，补爆炸的特点，是中性气体，本身无还原能力，当N2之中的氧含量超过10×10ˉ6时就会引起钢丝的氧化与脱碳，故单独的N2气并非理想的保护气氛，实用的保护气应含有一定量的还原性气体，以防止微量氧的作用。
N2基气氛按用途分为两类：一类作为保护气氛对钢丝进行光亮或光洁热处理，此时钢丝表面的脱碳、氧化较为轻微。
该气氛以N2为主并加入少量的H2或CO等。
它可消除因采用吸附式气氛而产生的碳黑、高合金钢表面的氧化以及高强度钢的氢脆等缺陷。
这种气氛对合金比较高的特种钢厂而言是最理想的气氛之一。
另一种氮基气氛是渗碳和碳氮共渗的载体气，它是当前热处理最理想的新技术。
五、环保及安全该装置由氨瓶、制氢炉、纯化装置、退火炉等组成，氨瓶系常州飞机制造厂生产（含出厂合格证及检验证），制氢炉、纯化装置为苏州净化集团生产且有出厂合格证及检验证。
此分解工艺安全、无污染，系环保产品。
保护气氛热处理与光亮退火
保护气氛热处理与光亮退火一、保护气氛热处理保护气氛热处理是在热处理过程中，通过控制气氛的组成，以实现对金属材料的保护，防止氧化、腐蚀等反应的发生。
这种方法可以有效提高金属材料的表面质量和机械性能，广泛应用于钢铁、有色金属等领域。
1.保护气氛的种类保护气氛主要分为还原性气氛和惰性气氛两大类。
还原性气氛主要包括氢气、氨气、一氧化碳等，这些气体在高温下具有很强的还原能力，能够有效防止金属的氧化。
而惰性气氛如氩气、氦气等，化学性质稳定，不会与金属发生反应，可以起到有效的保护作用。
2.保护气氛热处理的应用保护气氛热处理广泛应用于钢铁、铜、铝等金属材料的处理。
对于钢铁材料，采用保护气氛热处理可以显著提高其表面光洁度和耐腐蚀性，同时改善其机械性能。
对于铜、铝等有色金属，保护气氛热处理可以有效防止其氧化变色，保持其原有色泽和导电性能。
3.保护气氛热处理的优点保护气氛热处理的优点主要体现在以下几个方面：一是可以有效防止金属的氧化和腐蚀，提高表面质量；二是可以改善金属材料的机械性能，如提高硬度、抗拉强度等；三是能够保持金属材料的原有色泽和光泽，适用于对表面质量要求较高的场合。
二、光亮退火光亮退火是一种特殊的热处理工艺，旨在通过严格控制加热和冷却过程，使金属材料内部的晶体结构发生改变，从而达到消除内应力、提高塑性和韧性、保持金属材料原有色泽的目的。
1.光亮退火的原理光亮退火的原理是在一定的温度和时间范围内，通过控制加热和冷却速度，使金属材料内部的晶体结构发生有序化转变，从而消除内应力、提高塑性和韧性。
在这个过程中，金属材料的表面质量也会得到显著改善，呈现出光亮的状态。
2.光亮退火的应用光亮退火主要应用于钢铁、铜、铝等金属材料的处理。
对于钢铁材料，光亮退火可以消除加工过程中产生的内应力，提高其塑性和韧性，适用于精密零件的加工和制造。
对于铜、铝等有色金属，光亮退火可以保持其原有色泽和光泽，提高其导电性能和耐腐蚀性。
3.光亮退火的优点光亮退火的优点主要体现在以下几个方面：一是能够消除金属材料内部的内应力，提高其塑性和韧性；二是可以保持金属材料的原有色泽和光泽，适用于对表面质量要求较高的场合；三是在光亮退火过程中，金属材料的表面不会发生氧化或腐蚀，避免了因氧化或腐蚀造成的表面质量下降。
脱碳渗氮退火
脱碳渗氮退火是一种金属热处理工艺，主要用于调整金属的碳含量并改善其表面性能。
该过程大致分为两步：脱碳和渗氮。
脱碳过程是通过将金属加热到一定温度，并在一定的气氛（如氮气、氢气和水蒸气的混合气氛）中保持一段时间，使金属表面的碳原子与气氛中的氧、氢等元素发生反应，从而降低碳含量。
脱碳的目的是调整金属的碳含量，以避免由于碳原子的磁时效现象影响金属的性能。
在某些情况下，如低温高磁感取向硅钢的生产过程中，脱碳相对更为容易，因为原始碳含量较低，且钢中先天抑制剂的不足使脱碳过程中的阻碍作用减弱。
渗氮过程则是在脱碳后的金属表面形成一层富含氮的化合物层，以改善金属的表面性能。
渗氮通常是在一定的温度和时间下，将金属置于含有氮元素的气氛中进行。
渗氮后的金属表面硬度、耐磨性、抗腐蚀性等性能都会得到显著提升。
在渗氮过程中，也可能会形成一些弥散的第二相（如（Al，Si）N），这些第二相在高温退火过程中可以起到抑制初次晶粒长大的作用，从而有助于发展二次再结晶异常长大。
总的来说，脱碳渗氮退火是一种有效的金属热处理工艺，可以同时调整金属的碳含量和改善其表面性能。
这种工艺在许多领域都有广泛的应用，如取向硅钢的生产等。
钢材压延加工中的气体保护与减摩技术
钢材压延加工中的气体保护与减摩技术钢材压延加工是一种重要的金属成型工艺，广泛应用于钢铁工业中。
在这个过程中，钢材通过轧制、拉拔等手段，使其产生塑性变形，从而达到所需的形状和尺寸。
然而，在压延加工过程中，钢材表面容易产生氧化、脱碳等缺陷，影响其质量和性能。
为了减少这些缺陷，提高钢材的表面质量，研究人员开发了气体保护和减摩技术。
本文将详细讨论这两种技术在钢材压延加工中的应用及其重要性。
气体保护技术气体保护技术是在压延加工过程中，通过向钢材表面喷射保护气体，形成一层保护膜，防止钢材表面与空气中的氧气、水蒸气等发生反应，从而减少氧化和脱碳等缺陷的产生。
常用的保护气体有氮气、二氧化碳、氩气等，它们具有不活性、稳定性好、成本较低等优点。
在实际应用中，气体保护技术主要分为两种：局部保护和全面保护。
局部保护是指只在压延加工的局部区域喷射保护气体，适用于加工面积较小的钢材；全面保护是指在整个压延加工过程中，对钢材表面进行全面覆盖，适用于加工面积较大的钢材。
研究表明，采用气体保护技术可以显著降低钢材表面的氧化层厚度，提高表面质量，从而提高钢材的力学性能和使用寿命。
减摩技术减摩技术是在压延加工过程中，通过向钢材表面添加润滑剂，减少钢材与轧制工具之间的摩擦，降低能耗和表面缺陷的产生。
润滑剂的选择和施加方式对钢材的表面质量和加工效率具有重要影响。
常用的润滑剂有矿物油、植物油、合成油等，它们具有不同的粘度、温度稳定性和极压性能。
在实际应用中，减摩技术主要分为两种：外部润滑和内部润滑。
外部润滑是指在压延加工过程中，通过喷射润滑剂到钢材表面，形成一层润滑膜，降低钢材与轧制工具之间的摩擦；内部润滑是指将润滑剂添加到钢材内部，通过钢材自身的塑性变形，使润滑剂分布在钢材表面，从而降低摩擦。
研究表明，采用减摩技术可以显著降低钢材表面的擦伤和凹陷等缺陷，提高表面质量，延长钢材的使用寿命。
气体保护和减摩技术在钢材压延加工中具有重要意义。
气体保护技术可以防止钢材表面与空气中的氧气、水蒸气等发生反应，减少氧化和脱碳等缺陷的产生；减摩技术可以降低钢材与轧制工具之间的摩擦，提高表面质量和加工效率。
第九章热处理炉内气氛及控制2013.2
南京工程学院教案【教学单元首页】第17-18 次课授课学时 4 教案完成时间：2013.2第九章热处理炉内气氛及控制研究炉内气氛目的：1）防止工件加热过程氧化、脱碳；2）对工件进行化学热处理。
§9.1热处理炉内气氛种类（P124-129）热处理炉内气氛即炉内气体介质，主要有空气、真空和可控气氛等。
可控气氛指成分和性质可适当控制的气体，包括反应生成气氛、分解气氛和单元素气氛，在热处理炉生产中常用可控气氛包括吸热式气氛、放热式气氛、氨分解气氛、滴注式气氛、氮基气氛和氢气等。
P124什么是可控气氛？一.吸热式气氛定义：燃料气与少于或等于理论空气需要量一半的空气在高温及催化剂作用下，发生不完全燃烧生成的气氛。
因反应产生的热量不足以补偿系统的吸热和散热（即不能维持反应温度），须借助外部热量维持反应的进行，故称为吸热式气氛。
成分：吸热式气氛主要成分是H2、CO和N2，还有少量的CO2和CH4。
用途：1）吸热式气氛碳势约0.4%，对低碳钢是还原性和渗碳性气氛。
2）吸热式气氛主要用于渗碳载气、中高碳钢加热时的保护气氛（光亮淬火），但不宜作为高铬钢和高强度钢的保护气氛，因为碳与铬反应生成碳化物会使高铬钢贫铬；气氛中的氢易导致高强度钢氢脆。
3）吸热式气氛经过再处理除去CO和CO2后获得的以H2和N2为主的气氛可用于不锈钢和硅钢光亮加热保护气氛。
（见P124表10-2）二.放热型气氛定义：原料气与理论空气需要量一半以上的空气不完全燃烧的产物。
因反应放出的热量足以维持反应进行而不需外加热源，故称为放热型气氛。
成分：放热型气氛主要成份是N2、CO、CO2。
为提高气氛还原性，常再进行净化处理，以除去其中氧化性成分CO2和H2O。
通过改变空气和燃料气比以及净化处理，可在较宽范围内改变气氛成分和性质，一般又把这类气氛分为淡型（混合气中加入较多空气）、浓型（混合气中加入较少空气）和净化型（净化处理的放热式气氛）三种。
气氛性质：视气氛成分、工件含碳量和工作温度而定。
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２ ０ １ ７年 １ ２ 月
景 德镇 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｊｉ ｎ ｇ Ｄｅ Ｚ ｈ ｅ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖ０ ｌ － ３ ２ Ｎ ｏ ． ６
Ｄｅ ｃ ． ２ Ｏ１ ７
氮 基 气 氛 保 护 下 结 构 钢 热 处 理 的 增 脱 碳 平 复 控 制 技 术
间， 就要利用增碳剂对其进行处理 ， 保证碳势得以全
面恢 复 ， 达到 良好 的加工 处理 效果 。在 通常 情况 下 ， 人们 在生 产 中会产 生误 区 ， 认 为 在碳 势恢 复期 间 ， 会 导致 富碳 剂 甲醇成 分逐 渐增 加 ， 且 丙烷 等也 会增 加 ， 很可 能会 出现 增碳 的现 象 。然而 ， 在 生产 过程 中 ， 经 常会 出现 甲醇 元 素 与丙 烷 元 素 含 量 高 ， 同 时 氧气 会
１ ． １ 对保 持 时 间的影 响
在 结 构 钢生 产 的过程 中 ， 淬火 后 的 常见 组 织 为
结构 钢 在 理 想 状态 之 下 ， 钢 件 可 以在 平 衡 的碳 势 气 氛 中进行 加 热处 理 ， 不 会 出现 表 面 增 脱 碳 的问 题， 可充 分发 挥热 处理 的 功效 。然 而 ， 在 日常生产 与
① 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７—０ ９— ０ ８
马 氏体 ， 钢 的性 能 会 因其 出现 一 定 的变 化 现 象 。对 于结构 钢 而言 ， 最 为 主要 特 性 就 是受 到碳 含 量 的影
响， 具有较高硬度。例如 ： 在合金元素含量达 到 ０ ．
基金项 目： 福 建 省 教 育厅 科 技 项 目“ 高性 能耐 热球 墨铸 铁 的研 制 ” （ Ｊ Ａ Ｔ １ ６ ０ ７ １ ８ ）
蓝 敏 俐①
（ 福建 船政 交通 职业 学 院机械 工程 系 ， 福州 ３ ５ ０ ０ ０ ７ ）
摘 要 ： 结构钢在常态热处理过程中， 易产生氧化脱碳等现象。在氮基气氛的保护下， 主要通过二次热
处理方式 ， 在 相应氮势的 气氛下 ， 全面平复结构钢 的增ｚ ｇ ／ 脱碳现 象 ， 对 表 面组 织进行 全 面的改善 ， 恢复
力 学性能 。二 次热 处理方式能起 着节能环保等作 用， 又能够降低 生产加工成本 ， 可以打破 传统 盐浴处理 方 式的局 限性 ， 操作性较强 ， 具有安全优势 。
关键 词 ： 氮基气氛； 热处理； 增脱； 脱碳； 平复
中图分 类号 ：ｏ ５ ５ １ ． ３
文献 标 志码 ： Ａ
作者 简介 ： 蓝敏俐 （ １ ９ ７ ３一） ， 女， 畲族， 浙 江云和人 。高级 工程 师 ， 硕 士， 主要 从事合金熔炼与铸造 方面的研 究。
２ ０ １ ７年 第 ６期
蓝敏俐 ： 氮基 气 氛保 护 下 结 构 钢 热 处 理 的 增 脱 碳 平 复 控 制 技 术
・ ５・
４ ％ 以下 时 ， 硬度会逐 渐提升 ， 在含碳 量大于 ０ ． ８ ％
缩 短恢 复工 作 时 间 。同 时 ， 碳 势 的恢 复 时 间与 炉 门 打 开时 间相 互联 系 ， 在 打 开时 间增加 的情 况 下 ， 碳 势 的破坏 性会 逐渐 增强 ， 因此 ， 需 要利 用增 碳剂 对其 进
行 处理 。
ｌ 碳 势 恢 复 对 于 结构 钢 氮 基 气 氛 的影 响
文章 编 号 ： ２ ０ ９ ５ — ９ ６ ９ ９ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ６ — ０ ０ ０ ４— ０ ４
钢 材在 热处 理过程 中 ， 常用 介 质是 空气 ， 空气 中 含有 Ｏ 、 Ｈ ： ０、 Ｃ Ｏ ： ， 在 高温下 ， 极 易 发 生 氧 化 和脱 碳 现象 ， 因而形 成 了氧化 皮 和脱碳 层 ， 影 响产 品 的表 面 质量 ， 严 重影 响 使 用 性 能 。热 处 理 过程 中 实现 无 氧 化脱 碳 ， 才 能确 保 产 品 的表 面质 量 。可 控气 氛 保 护
势 的数据 分析 ， 才 能得 出结 论 。 对 于 碳势 的恢 复 时 间而 言 ， 与 炉 内氮 气 的流 量 产 生直 接关联 ， 在 氮气 流人 量增 大 盼 隋况 下 ， 会 逐 渐
使 用 氮 基气 氛保 护 热处 理方 式 ， 是 可 控 气 氛热 处 理 的方式 之 一 ， 它 是 在 炉 内通 入 ９ ８ ％ 的氮 气 ， 配 合 加入 富 化 剂 ， 在 高 温 下 裂 解 成 一 定 氮 势 的气 氛 。 该 气氛 对结 构 钢产 品进 行 增 脱 碳 处理 ， 对 碳 势 进行 平 衡 处理 ， 在缩 短恢 复 时 间的情 况下 ， 对不 同碳 势 等 进 行分 析 ， 保证 增脱 碳平 复 工作 可靠 而有 效地 实行 。
度 的时候 ， 就可 以利 用硬 度变 化 曲线 图的绘 制方式 ，
的时 候 ， 结 构钢 的硬 度 与 马 氏体 硬 度 会 产 生 一 定 差
异 。在碳 含量 逐 渐增 加 的过 程 中 ， 结 构 钢 的硬 度 反
结 构 钢 在 热 处 理 过 程 中 常 出 现 增 碳 或 脱 碳 现 象， 如 果 报废 ， 将 会 带来 严 重 损 失 。 因此 ， 在 出 现增 碳 或脱 碳后 ， 采 取必 要措 施进 行平 复 ， 是解 决生 产难
题 的 主要方 法 。
随着炉门进入炉内 ， 导致 出现脱碳 问题。因此 ， 是增 碳还是脱碳 ， 需要针对实际情况 ， 严格根据该阶段碳
技 术下 的热 处 理 在 结 构 钢 上 的 应 用 得 到 充 分 的发
展。
加工期间， 经常 会导致 碳 势 出现变 化现象 ， 这 主要 是 因为 在打 开炉 门 向其 中加 入 炉料 的过 程 中 ， 很 容 易 进 入 大量 空气 ， 导 致 碳 势 受 到破 坏 性 影 响 。在 此 期