钢件渗氮后具有极高的硬度与耐磨性,38CrMoAlA钢的渗氮层硬度可达950~1200HV(相当于65~72HRC),远高于渗碳淬火层。
渗氮层的高硬度,不仅因为合金氮化物本身的硬度高,而且与合金氮化物的状态有关。有人认为氮化物的晶格常数比基体α相大得多。因此,当它与母相保持共格联系时,会使母相晶格产生很大的弹性畸变,阻碍位错运动,提高硬度。显然,弥漫强化的效果与合金元素的种类、氮化物与母相的共格程度及氮化物的弥散度有关。不同合金元素的硬化效果是不同的。渗氮的温度与生成的氮化物的结构都影响渗层硬度。渗氮温度过高,氮化物与母相脱离共格并聚集球化,硬度下降。
渗氮层具有红硬性,在5o0℃以下可长期保持高硬度,短时间加热至600°℃ ,其硬度也不降低,时间长了,硬度下降至600℃渗氮时的硬度。
渗氮工件摩擦系数低,因而它还具有良好的耐磨性和减摩性。
2疲劳强度
工件渗氮后可提高疲劳强度并降低缺口敏感性。
疲劳强度的提高,一方面由于渗氮层的强度高,可达3500N/mm2;另一方面由于析出了比容较大的氮化物,在表层中形成了残余压应力(。分析疲劳断口发现,渗氮试样的疲劳裂纹往往发生在渗氮层与心部的交界处,所以渗氮工件的缺口敏感性较低。
3.耐腐蚀性
相的化学稳定性很高,可以抵抗水、过热蒸汽及碱性溶液的腐蚀。但在酸性溶液中并不具有抗蚀性。
4.脆性
渗氮表面白亮层的脆性是气体渗氮的主要问题之一。目前,对于产生脆性的原因和机理看法还不一致,一种认为是表层高氮的脆性Fe2N造成的,因而必须控制表面氮含量。另一种认为当白亮层是两相混合组织
ε +γ '时,由于两相结构类型与比容的差异,在不规则的相界面上存在着很大的三向拉伸应力,脆性较大。如果白亮层为单相组织,脆性就小得多。有人用直径10mm的圆棒作扭转试验, γ '+ε 组织的白亮层扭转25°发生脆裂,s单相白亮层扭转35°脆裂,而y'单相白亮层扭转90°以上才脆裂。γ '相的铁原子按面心立方排列,滑移系数目比ε 相(六方结构)多,因而塑性好一些。所以,白亮层的脆性主要取.决于它的相组成,主要决定因素是渗氮方法、渗氮规范和材料的化学成分。此外,当白亮层出现明显疏松时也会增加脆性。
但是,采用“程控电脉冲型多功能离子轰击炉”进行离子与低真空渗氮获得的白亮层是韧性的,经试验,在左右各90°扭转时未发生脆裂,金相检测其脆性均≤1级,而且防蚀耐磨性能很好。究其主要原因:离子白亮层是单相组织,既可以是ε 相,也可以是γ'相,不起两相微电池效应,抗蚀性好;离子白亮层能紧密而均匀地与基体结合,不会产生空洞,没有杂质,经电离达到极高的离子率,其抗拉抗扭性好,而且白亮层摩擦系数极低。
编辑：（编辑：Admin)
