40CrH钢气体软氮化-后氧化复合处理的组织性能

氮化处理方式比较

一、氮化的机理氮化是将工件放入大量活性氮原子的介质中，在一定温度与压力下，把氮原子渗入钢件表面，形成富氮硬化层的热处理。二、氮化的作用 1、氮化能使零件表面有更高的硬度和耐磨性。例如用38CrMoAlA钢制作的零件经氮化处理后表面的硬度可达HV=950—1200，相当于HRC=65—72，而且氮化后的高强度和高耐磨性保持到500—600℃，不会发生显著的改变。 2、能提高抗疲劳能力。由于氮化层内形成了更大的压应力，因此在交变载荷作用下，零件表现出具有更高的疲劳极限和较低的缺口敏感性，氮化后工件的疲劳极限可提高15—35%。 3、提高工件抗腐蚀能力，由于氮化使工件表面形成一层致密的、化学稳定性较高的ε相层，在水蒸气中及碱性溶液中具有高的抗腐蚀性，此种氮化法又简单又经济，可以代替镀锌、发蓝，以及其它化学镀层处理。此外，有些模具经过氮化，不但可以提高耐磨性和抗腐性，还能减少模具与零件的粘合现象，延长模具的工作寿命。二、氮化的实现方法 1、气体氮化气体氮化是将工件放入一个密封空间内，通入氨气，加热到500-580℃保温几个小时到几十个小时。氨气在400℃以上将发生如下分解反应：2NH3—→3H2+2[N]，从而炉内就有大量活性氮原子，活性氮原子[N]被钢表面吸收，并向内部扩散，从而形成了氮化层。以提高硬度和耐磨性的氮化通常渗氮温度为500—520℃。停留时间取决于渗氮层所需要的厚度，一般以0.01mm/h计算。因此为获得0.25—0.65mm的厚度，所需要的时间约为20—60h。提高渗氮温度，虽然可以加速渗氮过程，但会使氮化物聚集、粗化，从而使零件表面层的硬度降低。对于提高硬度和耐磨性的氮化，在氮化时必须采用含Mo、A、V等元素的合金钢，如38CrMoAlA、38CrMoAA等钢。这些钢经氮很后，在氮化层中含有各种合金氮化物，如：AlN、CrN、MoN、VN等。这些氮化物具有很高的硬度和稳定性，并且均匀弥散地分布于钢中，使钢的氮化层具有很高的硬度和耐磨性。Cr还能提高钢的淬透性，使大型零件在氮化前调质时能得到均匀的机械性能。Mo还能细化晶粒，并降低钢的第二类回火脆性。如果用普通碳钢，在氮化层中形成纯氮化铁，当加热到较高温度时，易于分解聚集粗化，不能获得高硬度和高耐磨性。抗腐蚀氮化温度一般在600—700℃之间，分解率大致在40—70%范围，停留时间由15分钟到4小时不等，深度一般不超过0.05m m。对于抗腐蚀的氮化用钢，可应用任何钢种，都能获得良好的效果。 2、液体氮化液体氮化它是一种较新的化学热处理工艺，温度不超过570℃，处理时间短，仅1—3h；而且不要专用钢材，试验表明：40Cr经液体氮化处理比一般淬火回火后的抗磨能力提高50％；铸铁经液体氮化处理其抗磨能力提高更多。不仅如此，实践证明：经过液体氮化处理的零件，在耐疲劳性、耐腐蚀性等方面都有不同程度的提高；高速钢刀具经液体氮化处理，一般能提

钢结构表面处理的方法

钢结构表面处理的方法 ◆去油脂法（SSPC-SP1）污染表面的油脂可以用以下的方法去除，包括；溶剂清洁法蒸汽清洁法碱清洁法清洁剂/水清洁法溶剂清洁法溶剂清洁法是去除表面油脂最主要的方法。一些溶剂性涂料可以溶解表面薄的油脂沉积物，使其与涂料混合且并无任何不利影响。但对于重油脂沉积或含水性涂料、无溶剂涂料却不适用。溶剂清洁一般用抹布，一旦弄脏可以频繁更换。最后一道清洗一般都用新溶剂，如石脑油。有机溶剂严禁接触眼睛或皮肤，严禁附近有火星或明火，严禁非必要的吸入。溶剂清洁后的金属，一般需要在涂装之前再次清洁。蒸汽清洁法蒸汽清洁法是去除油脂的另一有效方法。可以在蒸汽中增加商用清洁剂，提高清洗能力。除此之外，蒸汽清洁法还可以去除涂装后表面的灰尘和尘垢。蒸汽清洁的钢结构，在涂装前要求用其他的方法再次清洁。碱清洁法碱清洁法通过湿润、乳化、分散油脂达到有效清洁的目的。此法可能会和金属如铝、锌或木材、混凝土产生化学反应。清洁剂/水清洁法较轻的表面油脂沉淀，家用水状清洁剂就足够了，它们很少会对基材产生不利作用。 ◆手动工具清洁法（SSPC-SP2）手动工具只能清除松散的涂料、锈和氧化皮。手动工具效率低，因此最常用于小范围的清洁。手动工具包括刮刀、金属丝刷和磨沙机。 ◆动力工具清洁法（SSPC-SP3）动力工具（电动和气动）是对手动工具的动力驱动复制以达到更快的清洁能力。包括：磨砂机、研磨机、金属刷、凿锤、去垢器和针枪。一些工具有真空管连接，有助于减少空气污染和回收清洁过程中的碎片。动力工具通过撞击或研磨或两种方法共同作用。采用动力工具清洁法要比手动工具清洁成本低多了，喷砂过程中产生对环境污染的粒子也会少很多。因此手动工具只建议在小范围或损坏修补时使用，对大面积的污染物不适用，特别是如果采用表面容忍性的油性涂料更不建议使用。滥用动力清洁工具也会磨光金属表面而不是形成粗糙度不利于涂料的附着。 ◆化学脱漆法（SSPC-TU6）化学脱漆法主要用于住宅，偶尔也用于工业构件，碱性脱漆对去除油基涂很有效，而溶剂类型的脱漆剂对于去除乳胶涂料比较有效。对于油性和乳胶胶合的涂料必须采用两种方法。脱漆剂通常含有增稠剂，

硬氮化和软氮化工艺等方面的比较

硬氮化和软氮化工艺等方面的比较我在外工作多年，在工作中经常会遇到客户送来的产品需要氮化处理。但当我们问到是氮化或软氮化时，他们就不知到了。因为他们都是机械设计方面的技术人员，对热处理知识了解的不是太多。所以，我们就得耐心的给他们讲解氮化和软氮化的区别和性能，包括生产成本等等。所以，有必要将氮化和软氮化的工艺特点及主要应用范围进行了整理，供机械设计方面的工程技术人员在产品设计过程中参考。一、硬氮化和软氮化方法、特点及主要应用范围。

二、国家标准对软氮化和硬氮化工艺方面的要求： 1、GB/T18177-2000《钢的气体渗氮》(硬氮化)根据不同的渗层有多种工艺供选择。 2、⑴JB/T4155-1999《气体氮碳共渗》(软氮化)一般只有一个工艺范围供选择,常用的共渗温度为540-570℃，保温2-4H，处理过程要注意炉温波动及渗剂的加入量；工件进炉后，排气速度宜快，升温速度要控制，必要时可采取预热措施。 ⑵对表面色泽有要求的工件，在升温阶段及共渗后冷却过程中，必须在渗氮气氛或其它保护气氛中进行。三、检测方面： 1、GB/T18177-2000《钢的气体渗氮》中检验方法中规定： ⑴裂纹、开裂等可用肉眼判别，也可采用磁粉或渗透探伤等方法鉴别。 ⑵表面硬度检验：根据产品要求以及渗层深度采用不同的负荷。 ⑶渗层脆性检验：共5级，一般零件1-3级合格，重要零件1-2 级合格。 ⑷渗氮层疏松检验：共5级，一般零件1-3级合格，重要零件1-2级合格。

⑸渗氮扩散层中氮化物检验：共5级，一般零件1-3级合格，重要零件1-2级合格。 2、JB/T4155-1999《气体氮碳共渗》(软氮化)中检验方法中规定： ⑴表面硬度及渗层深度见下表气体氮碳共渗后的表面硬度和渗层深度 ⑵化合物疏松层是其必检项目。共5级，一般零件1-3级合格，重要零件1-2级合格。四、软氮化和硬氮化之间的比较： 1、渗层组织：软氮化后的渗层组织与气体氮化相似，由化合物层和扩散层组成。但由于软氮化表面层中没有ξ相，即渗层中的化合物层不是Fe2N，而是含有一定量碳的Fe3N，这种化合物的脆性较小，故一般软氮化的化合物层韧性较好(这也是标准中不检验脆性的原因)。

渗氮与氮化处理

渗氮渗氮，是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。常用的是气体渗氮和离子渗氮。原理应用渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。这些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。钢铁渗氮的研究始于20世纪初，20年代以后获得工业应用。最初的气体渗氮，仅限于含铬、铝的钢，后来才扩大到其他钢种。从70年代开始，渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大，成为重要的化学热处理工艺之一。

气体渗氮一般以提高金属的耐磨性为主要目的，因此需要获得高的表面硬度。它适用于38CrMoAl等渗氮钢。渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。渗氮温度低，工件畸变小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如镗床镗杆和主轴、磨床主轴、气缸套筒等。但由于渗氮层较薄，不适于承受重载的耐磨零件。气体参氮可采用一般渗氮法（即等温渗氮）或多段（二段、三段）渗氮法。前者是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。温度一般在480～520℃之间,氨气分解率为15～30%,保温时间近80小时。这种工艺适用于渗层浅、畸变要求严、硬度要求高的零件，但处理时间过长。多段渗氮是在整个渗氮过程中按不同阶段分别采用不同温度、不同氨分解率、不同时间进行渗氮和扩散。整个渗氮时间可以缩短到近50小时，能获得较深的渗层，但这样渗氮温度较高，畸变较大。还有以抗蚀为目的的气体渗氮，渗氮温度在 550～700℃之间,保温 0.5～3小时，氨分解率为35～70%，工件表层可获得化学稳定性高的化合物层，防止工件受湿空气、过热蒸汽、气体燃烧产物等的腐蚀。正常的气体渗氮工件，表面呈银灰色。有时，由于氧化也可能呈蓝色或黄色，但一般不影响使用。离子渗氮

钢结构涂料技术要求

钢结构防腐涂装技术要求 ?根据JGJ/T251-2011《建筑钢结构防腐蚀技术规程》;防腐设计按长效防腐，大于15年设计。 ?表面处理：需喷砂处理至Sa2?，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物。粗糙度应满足30-85微米。 ?钢结构涂装配套：底漆/中间漆/防火涂料（有防火要求部位，并符合有关耐火极限要求）/面漆。 ?防腐设计 1.室内（外）钢结构：环氧富锌底漆干膜厚度60μm；环氧云铁中间漆干膜厚度 140μm；脂肪族聚氨酯面漆干膜厚度60μm； 2.室外钢结构：环氧富锌底漆干膜厚度60μm；环氧云铁中间漆干膜厚度140μm；厚浆型聚硅氧烷面漆干膜厚度80μm。 ?技术要求 1.底漆:环氧富锌底漆，干膜中锌粉含量大于等于65%，体积固体含量不小于 65%； 2.中间漆:快干环氧中间漆，体积固体含量不小于80%，快干型且具有-5度低温固化功能； 3.面漆1：厚浆型聚硅氧烷面漆，不含异氰酸酯，体积固体份含量不小于76%； 4.面漆2：脂肪族聚氨酯面漆，其体积固体份含量不小于60%，低VOC，没有最大覆涂间隔，不使用含铅、铬的颜料。 ?注释： 1.标明固体含量和锌粉含量值，此指标是反映防腐性能和高低端产品的重要因素；漆膜厚度见项目提案。

2.如果预算较好或防腐对此项目比较关键（如沿海城市），室外钢结构可优先面漆聚硅氧烷，环保，耐候性好，后期使用多年观感好，不含异氰酸酯；如果预算一般，室内外面漆都可用聚氨酯，也是常用的防腐配套。 ?各涂层的性能指标： A．环氧富锌漆及涂层试件的性能指标 B．快干环氧中间漆涂料及涂层试件的性能指标 C.脂肪族聚氨酯涂料及涂层试件的性能指标

软氮化概念基础

软氮化概念基础氮化处理技术氮化作为热处理中的一项重要处理工艺，它有着多种形式。每一种工艺都对应着不同的性能特点，希望在此大家谈谈自己的经验与看法，以便共同提高。我单位的氮化处理常用的就有六种，当然了也包括了复合氮化技术。复合氮化——QPQ 这一类氮化处理的特点是：高耐磨、高抗氧化能力。它主要克服的是摩擦磨损，其抗咬合能力非常的强，接近渗硫后的效果。概念：（软）氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。它是利用氨气或含氮原子的有机液体在加热时分解出活性氮原子，被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时向心部扩散。氮化通常利用专门设备或井式渗（氮）碳炉来进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门、工具等。氮化工件工艺路线：锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨（一般情况下氮化后直接使用）。由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能，保证氮化层质量。钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度及耐磨性。氮化处理温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多。钢的软氮化：又名氮碳共渗；氮碳共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上氮碳共渗又称作氰化。目前以气体氮碳共渗（即气体软氮化）应用较广。其主要目的是提

高钢的硬度、耐磨性、疲劳强度和抗咬合性渗氮（软氮化）的常见缺陷一、硬度偏低生产实践中，工件渗氮（软氮化）后其表面硬度有时达不到工艺规定的要求，轻者可以返工，重者则造成报废。造成硬度偏低的原因是多方面的：设备方面：如系统漏气造成氧化；材料：如材料选择欠佳；前期热处理：如基体硬度太低，表面脱碳严重等；预先处理：如进炉前的清洁方式及清洁度。工艺方面：如渗氮（软氮化）温度过高或过低，时间短或氮势不足等等。所以具体情况要具体分析，找准原因，解决问题。二、硬度和渗层不均匀装炉方式不当；气压调节不当；温度不均；炉内气流不合理。三、变形过大

钢结构构件常用表面处理措施

钢构件常用表面处理措施 1．1常见钢构件表面处理方法常用钢构件表面处理技术有以下几种处理方法： ①表面本色白化处理；②表面镜面光亮处理；③表面着色处理。表面本色白化处理：钢构件在加工过程中，经过卷板、扎边、焊接或者经过人工表面火烤加温处理，产生黑色氧化皮。这种坚硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF二种EO4成分，以前一般采用氢氟酸和硝酸进行强腐蚀方法去除。但这种方法成本大，污染环境，对人体有害，腐蚀性较大，逐渐被淘汰。目前对氧化皮处理方法主要有二种： ⑴喷砂（丸）法：主要是采用喷微玻璃珠的方法，除去表面的黑色氧化皮。 ⑵化学法：使用一种无污染的酸洗钝化膏和常温无毒害的带有无机添加剂的清洗液进行浸洗。从而达到钢构件本色的白化处理目的。处理好后基本上看上去是一无光的色泽。这种方法对大型、复杂产品较适用。 1.2.2 钢构件表面镜面光亮处理方法：根据钢构件产品的复杂程度和用户要求情况不同可分别采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光等方法来达到镜面光泽。这三种方法优缺点如下： 1.2.3 表面着色处理：钢构件着色不仅赋予钢构件制品各种颜色，增加产品的花色品种，而且提高产品耐磨性和耐腐蚀性。钢构件着色方法有如下几种： ⑴化学氧化着色法； ⑵电化学氧化着色法； ⑶离子沉积氧化物着色法； ⑷高温氧化着色法； ⑸气相裂解着色法。各种方法简单概况如下： ⑴化学氧化着色法：就是在特定溶液中，通过化学氧化形成膜的颜色，有重铬酸盐法、混合钠盐法、硫化法、酸性氧化法和碱性氧化法。一般“茵科法”（INCO）使用较多，不过要想保证一批产品色泽一致的话，必须用参比电极来控制。 ⑵电化学着色法：是在特定溶液中，通过电化学氧化形成膜的颜色。

钢及其热处理曲线手册

目录第一篇结构钢第一章调质钢第一节概述第二节调质钢的性能选择第二篇工具钢第三节常用调质结构钢的热处理与性能（一）30（GB699—65）（二）35（GB699—65）（三）40（GB699—65）（四）45（GB699—65）（五）50（GB699—65）（六）55（GB699—65）（七）30Cr（YB6—71）（八）35Cr（YB6—71）（九）40Cr（YB6—71）（十）45Cr（YB6—71）（十一）50Cr（YB6—71）（十二）40CrNi（YB6—71）（十三）45CrNi（YB6—71）（十四）50CrNiA （十五）30CrNi3（YB6—71）（十六）37CrNi3（YB6—71）（十七）34CrNi3Mo（JB1265—72）（十八）40CrNiMo（YB，GB）（十九）40CrMNMo（YB6—71）（二十）32Cr2MnMo（厂标）（二十一）60CrMnMo（Q/ZB62—73）（二十二）40CrMn（YB6—71）（二十三）30CrMo（YB6—71）（二十四）35CrMo（YB6—71）（二十五）42CrMo（YB6—71）（二十六）34CrNi1Mo（YB6—71）（二十七）40CrV（YB6—71）（二十八）45CrV（YB6—71）（二十九）30CrMnTi（YB6—71）（三十）40CrMnTi（YB6—59）（三十一）30Mn（GB699—65）（三十二）40Mn（GB699—65）（三十三）50Mn（GB699—65）（三十四）35Mn2（YB6—71）（三十五）40Mn2（YB6—71）（三十六）45Mn2（YB6—71）（三十七）50Mn2（YB6—71）

软氮化

一、氮化的介绍 1、硬氮化：学名“渗氮”，也有人称为常规氮化。渗入钢表面的是单一的“氮”元素，在方法上有气体法和离子法等。对于结构零件通常选用的钢种为含铬、钼、钛、铝等合金元素的专用钢，也有在其它钢种上进行渗氮的，例如不锈钢、模具钢等。渗氮处理的温度通常在480~540℃范围（既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值），处理的时间按照要求深度不同，一般为15~70小时，甚至更长。渗氮的着眼点是希望获得较深厚度（0.1~0.65mm，也有要求更深一些的）具有高硬度的呈弥散状的合金氮化物层（即扩散层），对于出现外表层的化合物层（白亮层）则希望尽可能的浅簿，甚至希望没有。 2、软氮化：学名“氮碳共渗”，早期把苏联（俄罗斯）的液体法翻译为“低温氰化”。现在国内流行的有气体法、无（低）毒液体法和离子法。渗入钢表面的元素以“氮”为主，同时添加了“碳”。碳的加入使表面化合物层（白亮层）的形成和性能得到某些甚至是明显的改善。这里要强调一下，和渗氮不同的地方是：氮碳共渗的着眼点是希望获得一定厚度（一般为10~20μm，也有要求20μm以上的，目前实验室里据称在碳素钢上曾经达到的厚度为110μm）硬度高、脆性小、没有或很少疏松等性能优良的白亮层，至于次表面的扩散层，按照钢种和使用要求不同虽然有时需要作某些调整，但处于次要地位了。氮碳共渗的适用广泛，几乎覆盖所有常用钢种和铸铁。以碳素钢为例，按照氮碳共渗处理的温度分为铁索体氮碳共渗（520~590℃）和奥氏体氮碳共渗（600~720℃），处理的时间一般为2~6小时，前者获得的白亮层为铁氮化合物，后者快冷后在铁氮化合物层的下面还有一层含氮奥氏体＋马氏体层（5~12μm）。为了增强和改善白亮层的性能，我国的热处理工作者还采用了在渗氮的同时又单独或组合添加硼、氧、硫、稀土等元素，做了大量的工作，并且大都不同程度的取得看得出来的效果。 3、“软氮化”含义不是指获得的硬度比所谓的“硬氮化”的硬度低，而是含有简便、省事、费用低的意思。氮化包括气体氮化、辉光离子氮化和软氮化，软氮化是一种通俗的叫法，严格的讲，软氮化是一种以渗氮为主的低温氮碳共渗，主要特点是渗速快（2~4h），但渗层薄（一般在0.4以下），渗层梯度陡，硬度并不低，如果是液体氮化，硬度甚至略高于气体氮化。气体氮化可以做到深渗层，它的硬度梯度缓，比软氮化承受的载荷高，外观漂亮，缺点是周期长，表面有脆性相，一般要有一道精加工（加工余量很小，一般1丝到2丝）。辉光离子氮化有气体氮化的优点，在0.4mm渗层以下，渗速比气体氮化快的多，而且表面不会有脆性相，可以局部氮化，缺点是成本略高，对形状复杂或带长孔的工件效果不好。变形方面应该是辉光离子氮化变形最小，实际中相差很小，很多时候几乎一样。软氮化实质上是以渗氮为主的低温氮碳共渗，钢的氮原子渗入的同时，还有少量的碳原子渗入，其处理结果与一般气体氮化相比，渗层硬度较氮化低，脆性较小，故称为软氮化。（1）软氮化方法分为：气体软氮化、液体软氮化及固体软氮化三大类。目前国内生产

渗氮及氮化处理

零件的氮化处理相关知识

氮化处理又称为扩散渗氮。气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。由於经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用围逐渐扩大。例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。一、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5％铝的渗氮结果最佳。在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。（3）热作模具钢（含约5％之铬） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13 （4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。因此选用材料时，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。至於工具钢如H11（SKD61）D2（SKD – 11），即有高表面硬度及高心部强度。二、氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下：（1）渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。但在渗氮前之最后加工方法若採用抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表面层，致使渗氮后，氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。此时宜採用下列二种方法之一去除表面层。第一种方法在渗氮前首先以气体去油。然后使用氧化铝粉将表面作abrassive cleaning 。第二种方法即将表面加以磷酸皮膜处理（phosphate coating）。（2）渗氮炉的排除空气将被处理零件置於渗氮炉中，并将炉盖密封后即可加热，但加热至150℃以前须作炉排除空气工作。排除炉的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生爆炸性气体，及防止被处理物及支架的表面氧化。其所使用的气体即有氨气及氮气二种。排除炉空气的要领如下：

钢结构除锈等级划分

钢结构除锈等级划分钢材表面锈蚀和除锈等级标准为国家标准GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》。标准将除锈等级分成喷射和抛射除锈、手工和电动除锈、火焰除锈三种类型。喷射和抛射除锈，用字母“sa”表示，分4个等级： sa1：轻度的喷射后抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、无附着的不牢的氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物。 sa2：彻底的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢，氧化皮、铁锈等附着物基本清除。 sa21/2：非常彻底的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹仅是点状或条状的轻微色斑。 sa3：使钢材表面非常洁净的喷射或抛射除锈。钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物，该表面显示均匀的金属色泽。手工和电动除锈，用字母“st”表示，分2个等级： St2 ：彻底的手工和动力工具除锈。钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。 St3 ：非常彻底的手工和动力工具除锈。钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。除锈应比St2更为彻底，底材显露部分的表面应具有金属光泽。表面处理是取得良好涂装效果的关键。表面处理的投资相当值得。因此，对选择表面处理方法和油漆配套系统必须作周密的考虑。用国际标准来衡量表面处理程度是很重要的，如瑞典标准：SIS055900或ISO08501。锈蚀等级

表面处理标准的根本点是四个不同的锈蚀等级： A级钢材表面完全覆盖粘附的氧化皮，几乎无铁锈。 B级钢材表面已经开始锈蚀，氧化皮开始呈片状脱落。 C级钢材表面上的氧化皮已锈蚀，或可刮除，但裸眼可看到轻微锈点。 D级钢材表面上的氧化皮已锈蚀剥落，裸眼可看到大量锈点。根据SIS055900，这些锈蚀等级的表面处理是根据以下质量标准进行钢丝刷除锈和喷砂除锈的： St - 钢丝刷除锈标准St2，St3 Sa - 喷砂除锈标准Sa1，Sa2，Sa2.5，Sa3 钢丝刷除锈- St St2 彻底的手工和动力工具除锈表面应无可见的油脂、污物、氧化皮、铁锈、油漆涂层和杂质。 St3 非常彻底的手工和动力工具除锈同St2，但应比St2处理得更彻底，金属底材呈金属光泽。这些标准对表面处理有很大的指导和帮助，油漆供应商一般对每种类型的油漆规定有相应的表面处理标准和要求。喷砂除锈- Sa 喷砂除锈前应去除表面所有的厚锈层，可见的油，脂和污物也应去除。喷砂除锈后表面应清洁，无灰尘和碎屑。 Sa1级轻度喷砂除锈表面应无可见的油脂、污物、附着不牢的氧化皮、铁锈、油漆涂层和杂质。 Sa2级彻底的喷砂除锈

“钢的热处理原理及工艺”作业题

“钢的热处理原理及工艺”作业题第一章固态相变概论 1、扩散型相变和无扩散型相变各有哪些特点？ 2、说明晶界和晶体缺陷对固态相变成核的影响。 3、说明相界面和应变能在固态相变中的作用，并讨论它们对新相形状的影响。 4、固－固相变的等温转变动力学曲线是“C”形的原因是什么？第二章奥氏体形成 1、为何共析钢当奥氏体刚刚完成时还会有部分渗碳体残存？亚共析钢加热转变时是否也存在碳化物溶解阶段？ 2、连续加热和等温加热时，奥氏体形成过程有何异同？加热速度对奥氏体形成过程有何影响？ 3、试说明碳钢和合金钢奥氏体形成的异同。 4、试设计用金相－硬度法测定40钢和T12钢临界点的方案。 5、将40、60、60Mn钢加热到860℃并保温相同时间，试问哪一种钢的奥氏体晶粒大一些？ 6、有一结构钢，经正常加热奥氏体化后发现有混晶现象，试分析可能原因。第三章珠光体转变 1、珠光体形成的热力学特点有哪些？相变主要阻力是什么？试分析片间距S与过冷度△T的关系。 2、珠光体片层厚薄对机械性能有什么影响？珠光体团直径大小对机械性能影响如何？ 3、某一GCr15钢制零件经等温球化退火后，发现其组织中除有球状珠光体外，还有部分细片状珠光体，试分析其原因。 4、将40、40Cr、40CrNiMo钢同时加热到860℃奥氏体化后，以同样冷却速度使之发生珠光体转变，它们的片层间距和硬度有无差异？ 5、试述先共析网状铁素体和网状渗碳体的形成条件及形成过程。 6、为达到下列目的，应分别采取何热处理方法？（1）为改善低、中、高碳钢的切削加工性；（2）经冷轧的低碳钢板要求提高塑性便于继续变形；（3）锻造过热的60钢毛坯为细化其晶粒；（4）要消除T12钢中的网状渗碳体；第四章、马氏体转变

硬氮化和软氮化的区别概念

氮化白亮层硬氮化表面白层不可避免地出现ε多相化合物层（Fe2--3N），脆性大，所以氮化后需将此层磨削去掉软氮化表面的多相化合物白层中没有硬氮化白层中高脆性的Fe2N。通常白层中的Fe3N与Fe4N约占80%、碳化物约占20%。该化合物白层即为抗磨层。所以软氮化必须获得一定白亮层才算合格。两者氮化的用处一般氮化应用于载荷大，接触疲劳相对要求高的工件，强调深层深度。而软氮化的作用就是渗速快，一般用于载荷小的工件，渗层要求浅。两者氮化概念 1，硬氮化：学名‘渗氮’，也有人称为常规氮化。渗入钢表面的是单一的‘氮’元素，在方法上有气体法和离子法等。对于结构零件通常选用的钢种为含铬、钼、钛、铝等合金元素的专用钢，也有在其它钢种上进行渗氮的，例如不锈钢、模具钢等。渗氮处理的温度通常在480～540℃范围（既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值），处理的时间按照要求深度不同，一般为15～70小时，甚至更长。渗氮的着眼点是希望获得较深厚度（0.1～0.65mm,也有要求更深一些的）具有高硬度的呈弥散状的合金氮化物层（即扩散层），对于出现外表层的化合物层（白亮层）则希望尽可能的浅簿，甚至希望没有。 2，软氮化：学名‘氮碳共渗’，早期把苏联（俄罗斯）的液体法翻译为‘低温氰化’。现在国内流行的有气体法、无（低）毒液体法和离子法。渗入钢表面的元素以‘氮’为主，同时添加了‘碳’。碳的加入使表面化合物层（白亮层）的形成和性能得到某些甚至是明显的改善。这里要强调一下，和渗氮不同的地方是：氮碳共渗的着眼点是希望获得一定厚度（一般为10～20μm，也有要求20μm以上的，目前实验室里据称在碳素钢上曾经达到的厚度为110μm）硬度高、脆性小、没有或很少疏松等性能优良的白亮层，至于次表面的扩散层，按照钢种和使用要求不同虽然有时需要作某些调整，但处于次要地位了。氮碳共渗的适用广泛，几乎覆盖所有常用钢种和铸铁。以碳素钢为例，按照氮碳共渗处理的温度分为铁索体氮碳共渗（520～590℃）和奥氏体氮碳共渗（600～720℃），处理的时间一般为2～6小时，前者获得的白亮层为铁氮化合物，后者快冷后在铁氮化合物层的下面还有一层含氮奥氏体＋马氏体层（5～12μm）。为了增强和改善白亮层的性能，我国的热处理工作者还采用了在渗氮的同时又单独或组合添加硼、氧、硫、稀土等元素，做了大量的工作，并且大都不同程度的取得看得出来的效果。这种探索，至今方兴未艾，是热处理工作者孜孜以求的热点之一。 3，‘软氮化’含义不是指获得的硬度比所谓的‘硬氮化’的硬度低，而是含有简便、省事、费用低的意思。氮化处理技术氮化作为热处理中的一项重要处理工艺，它有着多种形式。每一种工艺都对应着不同的性能特点，希望在此大家谈谈自己的经验与看法，以便共同提高。我单位的氮化处理常用的就有六种，当然了也包括了复合氮化技术。复合氮化——QPQ

钢的离子氮化处理

三.實驗原理 1.鋼的氮化處理【1~4】 1鋼的氧化處理氮化處理是使氮元素滲入鋼材表面，硬化鋼件表面的方法。早在1923年即由德國克魯伯兵工廠的A. Fry博士發明了把含有鋁或鉻的合金鋼在無水氨氣中加熱至500~550℃之間保持20~100小時，可在鋼表面形成氮化層，使鋼表面硬化的氨氣氮化法。隨後，經過不斷的改良與發展，目前已有處理時間較短、溫度較低和適用鋼種更廣泛的氮化法。現在常用的方法有：氧化處理是使氧元素參入鋼材表面﹐硬化鋼件表面的方法。早在1923年即由德國泊兵工廠的A.博士發明了把含的合金鋼在無水氨中加熱之使鋼表面的溫度表情廣之間保持20_100小時﹐可在鋼表嘛形成氧化層﹐使鋼表面硬化的氨畫法﹐隨后﹐經過不斷的改良與發展﹐目前已有處理時間較短﹐溫度較抵河底用鋼種更慣犯的氧化載荷現在常用的方法有﹕ （1）硬氮化法：氣體氮化法（氨氣氮化法），液體氮化法（2）硬氧化法﹕氧化化方法(氨氧艷化法)﹐液體氧化法（3）。（4）軟氮化法：氣體軟氮化法（混合氣體、尿素法），（5）軟氧化法﹕氧體軟艷化法(混合氣體﹐了樣法)。液體軟氮化法（Tufftride法、Sulinuz法）。

（6）離子氮化法及電漿氮化法等。（7）離子氧化法及電狡猾化法鄧。 2.離子氮化法【2】 2.離子氧化法由於早期應用的氣體氮化法生產週期太長，並在表面形成脆性薄層，容易在使用時剝落，能處理的鋼材有侷限性，使其應用受到很大的限制。其後，工業上又發展了液體氮化法，具有設備簡單、處理時間短及可氮化的鋼種較多等優點，但所得的硬化層較薄、使用的液體含有劇毒的氰話物鹽類，會產生公害問題。離子氮化法在很大程度上克服了上述缺點，是對金屬零件進行表面處理的新技術，其目的乃為提高金屬零件的表面硬度、耐磨耗性、耐疲勞性和抗腐蝕性。使用的液體含有劇毒的氰話物體類﹐會產生公害問題。離子氧化法在很大程度上克增里上樣缺點﹐是對金屬零件進行表面處理的新技朮﹐其目是微提高盡速零件的表嘛硬度﹐那那霸為﹐勞性荷抗副食性。此法於1932年起源於德國，由Bernhard Berghaus首先在低壓的氮氣和氨氣的混合氣體中，利用輝光放電發明輝光離子氮化法。由於當時尚未掌握大電流的電源供應技術而未能實際應用於工業上。於1967年德國Klockner Ionon公司的Oppel和Endenhofer 發表工業化成功後，此法開始風行。此法與1932年起源于德國﹐有BERNHARD BERGHAUS 首先在低壓的荷氨煙袋氧體中﹐利用輝光放電發明輝光離子氧化法。由于當時尚未中掌握大電流的電源而未能史記應用與工葉上。與1967年德國KLOCHENER公司的OPPELENG FER 發表工業化成功后此法開始風行。

钢结构常用表面处理(除锈)

钢结构常用表面处理钢结构要获得很好保护，并不取决于使用的涂料有多好，最关键的是表面处理的程度。表面处理就好比是建筑的基础，如果基础很差，大厦就会傾斜，这方面最著名的莫过于意大利的比萨斜塔。如果涂料系统没有很好的基础（表面处理），那么就会比预料的使用寿命要短，比如说本来设计为十年的使用寿命，结果只有五年，或者更糟的结果就是在一年内或更短期内恶化而失去效用。无论是缩短使用寿命还是短期内涂料系统的恶化，都意味着业主在经济上的损失涂装界的实际经验也表明，表面处理质量对涂层本身性能有着比其它因素更大影响。一旦选定了合适的涂料系统，如果表面处理很差，涂层质量也会很差。只有良好的表面处理，涂覆上去的涂料才能发挥其效用。对于涂装施工人员来说，必须认识到表面处理的重要性，这样才能把工作做的更好。在涂料专家的观点上看涂装问题，最重要的是涂漆前的表面处理，而非涂料本身。笔者曾接触过一个超市网架钢结构工程，腐蚀防护工程中选用了水性无机富锌底漆干膜厚度40微米，而在实际的施工过程中表面处理只进行了简单的钢丝刷除锈，结果是可想而知的。通常新建结构所要求的表面处理最好都是Sa 2．5级，而使用无机富锌漆的唯一可接受的表面处理要求也是Sa 2．5级。因此，对于表面处理的选择来说，不同的项目要求，不同的涂料特性，对表面处理的要求都会有很大差异。判断在表面处理的程度时，我们要引用到很多的标准。在实际工作中经常会遇到的表面处理标准主要有：（1）GB 8923－88 （2）ISO 8501－1：1988 （3）SIS 055900：1967 （4）SSPC/NACE GB8923－88是我国的国家标准，ISO8501则是现在普遍采用的国际标准，SIS 055900是世界上最早的影响也最大的标准。美国由于科技力量的强大，SSPC/NACE是他们使用的主要标准而不使用ISO国际标准，并且随着NACE在全球推广涂装检查培训认证，以及很多钢结构设计机构使用这一标准，因此在中国SSPC/NACE标准也经常会遇到。表面处理中影响最大的标准是瑞典标准SIS 05 5900 1967，该标准最早由瑞典腐蚀研究所、美国测试和材料协会（ASTM）和钢结构涂装协会（SSPC）联合制定。其它国家的标准，比如德国DIN 55928、丹麦DS 2019等都是在此基础上建立起来的。瑞典标准现在已经与国际标准ISO 8501－1：1988合并且由后者取代。标准中的照片和定义、描述得到了最大程度的保留。中国的国家标准GB8923等效采用于ISO8501－1：1988，因此在本这里将不再作更多介绍。 ISO 8501－1：1988是目测评定钢材锈蚀等级和表面处理等级的依据，它包括了28张彩色照片和相应的文字说明。其中24张照片来自原瑞典标准，另外4张来自于原德国标准DIN 55928的第四部分，附录1（1978年8月），“有机涂层防止钢结构的腐蚀，表面预处理及检测，照片标准。”ISO8501－1采用了原瑞典标准的主要内容，其主要理由是：（1）SIS 05 5900已经得到了全世界的认可和广泛应用（2）摄制一套全新的照片花费太高，而且不一定会有实质性改进（3）在已建立的这个腐蚀标准等级体系有关的，以前和现有文件，在将来可以不做修改而毫不混淆地继续使用 ISO8501的这一部分比SIS055900早期版本适用范围稍有扩大，它包括除了氧化皮和铁锈以外还残存粘着的油漆和其他异物的钢材表面。

软氮化热处理

软氮化热处理为了缩短氮化周期，并使氮化工艺不受钢种的限制，在近年间在原氮化工艺基础上发展了软氮化和离子氮化两种新氮化工艺。软氮化实质上是以渗氮为主的低温氮碳共渗，钢的氮原子渗入的同时，还有少量的碳原子渗入，其处理结果与一般气体氮化相比，渗层硬度较氮化低，脆性较小，故称为软氮化。 1、软氮化方法分为：气体软氮化、液体软氮化及固体软氮化三大类。目前国内生产中应用最广泛的是气体软氮化。气体软氮化是在含有活性氮、碳原子的气氛中进行低温氮、碳共渗，常用的共渗介质有尿素、甲酰胺、氨气和三乙醇胺，它们在软氮化温度下发生热分解反应，产生活性氮、碳原子。活性氮、碳原子被工件表面吸收，通过扩散渗入工件表层，从而获得以氮为主的氮碳共渗层。气体软氮化温度常用560-570℃，因该温度下氮化层硬度值最高。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。 2、软氮化层组织和软氮化特点：钢经软氮化后，表面最外层可获得几微米至几十微米的白亮层，它是由ε相、γ`相和含氮的渗碳体Fe3(C，N)所组成，次层为的扩散层，它主要是由γ`相和ε相组成。软氮化具有以下特点：(1)、处理温度低，时间短，工件变形小。(2)、不受钢种限制，碳钢、低合金钢、工模具钢、不锈钢、铸铁及铁基粉未冶金材料均可进行软氮化处理。工件经软氮化后的表面硬度与氮化工艺及材料有关。 3、能显著地提高工件的疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性。在干摩擦条件下还具有抗擦伤和抗咬合等性能。 4、由于软氮化层不存在脆性ξ相，故氮化层硬而具有一定的韧性，不容易剥落。因此，目前生产中软氮化巳广泛应用于模具、量具、刀具(如：高速钢刀具)等、曲轴、齿轮、气缸套、机械结构件等耐磨工件的处理。

氮化处理

氮化处理氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。目录 1简介 2技术流程 1. 2.1 渗氮前的零件表面清洗 2. 2.2 渗氮炉的排除空气 3. 2.3 氨的分解率 4. 2.4 冷却 3气体氮化 4液体氮化 5离子氮化 6相关标准 1简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5%铝的渗氮结果最佳。在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。（3）热作模具钢（含约5%之铬）SAE H11 （SKD – 61）H12，H13 （4）铁素体及马氏体系不锈钢SAE 400系（5）奥氏体系不锈钢SAE 300系

（6）析出硬化型不锈钢17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。因此选用材料时，宜注意材料之特征，充分利用其优点，俾符合零件之功能。至于工具钢如H11（SKD61）D2（SKD – 11），即有高表面硬度及高心部强度。 2技术流程渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。部分零件也需要用汽油清洗比较好，但在渗氮前之最后加工方法若采用抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表面层，致使渗氮后，氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。此时宜采用下列二种方法之一去除表面层。第一种方法在渗氮前首先以气体去油。然后使用氧化铝粉将表面作abrasive cleaning 。第二种方法即将表面加以磷酸皮膜处理（phosphate coating）。渗氮炉的排除空气将被处理零件置于渗氮炉中，并将炉盖密封后即可加热，但加热至150℃以前须作炉内排除空气工作。排除炉内的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生爆炸性气体，及防止被处理物及支架的表面氧化。其所使用的气体即有氨气及氮气二种。排除炉内空气的要领如下： ①被处理零件装妥后将炉盖封好，开始通无水氨气，其流量尽量可能多。 ②将加热炉之自动温度控制设定在150℃并开始加热（注意炉温不能高于150℃）。 ③炉中之空气排除至10%以下，或排出之气体含90%以上之NH3时，再将炉温升高至渗氮温度。氨的分解率渗氮是铺及其他合金元素与初生态的氮接触而进行，但初生态氮的产生，即因氨气与加热中的钢料接触时钢料本身成为触媒而促进氨之分解。虽然在各种分解率的氨气下，皆可渗氮，但一般皆采用15～30%的分解率，并按渗氮所需厚度至少保持4～10小时，处理温度即保持在520℃左右。