1、 热 加 工 工 艺 2 0 0 7 年 第 3 6 卷 第 1 2 期 M a t e r i a l 1 8 C r 1 2 N i 4 W A 钢 , 调 质 处 理 ; 3 8 C r M o A 1 A 钢 , 调 质 处 理 。 试 样 尺 寸 : 测 氢 试 样 为 !5 m m 1 4 m m , 力 学 性 能 试 样 按 有 关 中 国 国 家 标 准 要 求 加 工 。 测 氢 仪 是 美 国 L E C O 公 司 R H I E 型 测 氢 仪 。 本 实 验 是 和 实 际 生 产 同 时 进 行 , 将 试 样 同 零 件 一 起 装 炉 氮 化 , 并 在 各
2、个 除 氢 温 度 点 进 行 除 氢 ; 测 量 试 样 表 层 的 氢 含 量 和 力 学 性 能 ; 通 过 分 析 除 氢 和 力 学 性 能 测 试 结 果 得 出 合 适 的 除 氢 工 艺 。 气 体 氮 化 工 艺 为 常 规 工 艺 : 5 1 0 5 2 0 等 温 7 0 h , 退 氮 2 h 处 理 后 ( 通 入 少 量 氨 气 ) 随 炉 冷 至 2 0 0 后 停 氨 出 炉 。 气 体 氮 化 + 除 氢 工 艺 : 渗 氮 后 在 一 定 温 度 下 进 行 除 氢 , 将 试 样 同 该 厂 零 件 一 起 装 炉 气 体 氮 化 , 并 退 氮 处 理
3、后 随 炉 冷 却 ( 通 入 少 量 氨 气 ) 至 除 氢 温 度 , 停 止 通 氨 气 而 通 入 纯 氮 气 , 并 在 除 氢 温 度 下 等 温 3 h , 然 后 随 炉 冷 至 2 0 0 后 停 氮 出 炉 , 迅 速 将 试 样 转 移 至 干 冰 ( C O 2 ) 保 温 瓶 内 , 备 作 测 氢 之 用 。 由 于 氢 在 各 种 钢 中 的 溶 解 度 不 同 , 在 同 一 种 钢 中 不 同 温 度 的 溶 解 度 不 同 , 故 除 氢 温 度 选 择 2 0 0 、 3 0 0 、 4 0 0 及 5 0 0 。 2 实 验 结 果 与 分 析 2 .
4、1 除 氢 结 果 测 量 气 体 氮 化 后 各 个 除 氢 温 度 点 除 氢 、 不 除 收 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 0 4 - 1 9 作 者 简 介 : 王 彦 华 ( 1 9 6 5 - ) , 男 , 河 南 永 城 人 , 讲 师 , 工 程 师 , 主 要 从 事 机 械 类 教 学 和 科 研 工 作 , 主 要 负 责 实 习 、 实 训 教 学 和 管 理 工 作 ; 电 话 : 0 3 7 0 - 2 9 3 1 8 3 1 ; E - m a i l : w y h 2 0 1 8 s i n a . c o m 气 体 氮 化 后 除 氢 工 艺 的
5、研 究 王 彦 华 1 , 朱 世 杰 2 , 杨 凯 军 2 ( 1 . 商 丘 职 业 技 术 学 院 机 电 系 , 河 南 商 丘 4 7 6 0 0 0 , 2 . 郑 州 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 河 南 郑 州 4 5 0 0 0 2 ) 摘 要 : 对 气 体 氮 化 后 的 除 氢 工 艺 及 力 学 性 能 进 行 了 研 究 。 结 果 表 明 , 不 同 钢 具 有 不 同 的 除 氢 工 艺 ; 经 不 同 温 度 除 氢 , 试 样 表 面 的 氢 含 量 及 试 样 的 力 学 性 能 不 同 ; 通 过 试 验 分 析 , 获 得 了 4
6、C r 1 4 N i 1 4 W 2 M o 钢 、 1 8 C r 1 2 N i 4 W A 钢 、 3 8 C r M o A l A 钢 的 除 氢 工 艺 。 关 键 词 : 气 体 氮 化 ; 除 氢 ; 力 学 性 能 中 图 分 类 号 : T G 1 5 6 . 9 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1 0 0 1 - 3 8 1 4 ( 2 0 0 7 ) 1 2 - 0 0 6 2 - 0 2 S t u d y o n D e h y d r i z i n g P r o c e s s A f t e r G a s N i t r i d i n
7、g W A N G Y a n - h u a 1 , Z H U S h i - j i e 2 , Y A N G K a i - j u n 2 ( 1 . D e p t . o f E l e c t . a n d M e c h . E n g . , S h a n g q i u V a c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e , S h a n g q i u 4 7 6 0 0 0 , C h i n a ; 2 . S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n
8、c e a n d E n g i n e e r i n g , Z h e n g z h o u U n i v e r s i t y , Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 2 , C h i n a ) A b s t r a c t : D e h y d r i z i n g p r o c e s s e s a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f s a m p l e s a f t e r g a s n i t r i d i n g w e r e s t u d i e d . T
9、h e r e s u l t s s h o w t h a t d i f f e r e n t s t e e l s h a v e d i f f e r e n t d e h y d r i z i n g p r o c e s s e s , h y d r o g e n c o n t e n t o n t h e s u r f a c e l a y e r a n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t e s t s p e c i m e n s a r e d i f f e r e n t b y
10、d e h y d r i z i n g a t d i f f e r e n t t e m p e r a t u r e . D e h y d r i z i n g p r o c e s s e s o f 4 C r 1 4 N i 1 4 W 2 M o s t e e l , 1 8 C r 1 2 N i 4 W A s t e e l a n d 3 8 C r M o A l A s t e e l a r e o b t a i n e d . K e y w o r d s : g a s n i t r i d i n g ; d e h y d r i z
11、i n g ; m e c h a n i c a l p r o p e r t y 6 2 热 加 工 工 艺 2 0 0 7 年 第 3 6 卷 第 1 2 期 M a t e r i a l 塑 性 指 标 ( 、 ) 低 于 原 始 状 态 , 与 其 他 状 态 相 近 ; 冲 击 韧 度 a K 与 其 他 状 态 相 近 。 力 学 性 能 指 标 符 合 产 品 设 计 要 求 , 可 以 认 为 该 钢 采 用 4 0 0 除 氢 工 艺 最 合 理 。 ( 2 ) 1 8 C r 1 2 N i 4 W A 钢 随 除 氢 温 度 升 高 , s 、 b 下 降 , 但
12、塑 性 指 标 、 冲 击 韧 度 值 变 化 及 分 散 性 较 大 , 同 时 该 钢 为 本 质 细 晶 粒 钢 , 氢 不 易 在 晶 界 上 聚 集 , 表 层 并 无 脆 性 , 该 钢 除 氢 意 义 不 大 。 ( 3 ) 3 8 C r M o A 1 A 钢 采 用 5 0 0 除 氢 后 , 力 学 性 能 指 标 与 其 他 状 态 相 近 ; 5 0 0 除 氢 又 起 到 退 N 作 用 , 使 表 面 脆 性 相 ( 相 ) 浓 度 降 低 , 脆 性 相 应 降 低 。 可 以 认 为 该 钢 采 用 5 0 0 除 氢 最 合 理 。 3 讨 论 渗 入 金
13、属 内 部 的 H 原 子 大 部 分 集 中 在 表 面 0 . 0 5 m m 范 围 内 2 , H 原 子 在 此 晶 界 上 大 量 集 结 , 尤 其 是 平 直 的 晶 界 , 或 晶 界 上 有 夹 杂 物 等 H 的 缺 陷 存 在 时 , 大 量 集 结 H 形 成 了 分 子 H 2 , 随 着 H 2 含 量 增 加 , H 2 压 力 也 增 大 , 当 H 2 压 力 大 到 此 处 金 属 本 身 的 屈 服 强 度 时 , 产 生 塑 性 变 形 , 进 而 产 生 微 裂 纹 , 随 着 H 2 分 子 的 不 断 析 出 , 裂 纹 不 断 扩 展 , 多
14、处 裂 纹 互 相 连 接 后 , 就 会 产 生 沿 晶 界 的 氮 化 层 剥 落 。 在 距 离 表 面 0 . 0 8 m m 处 , H 2 分 子 的 含 量 急 剧 下 降 , H 不 向 心 部 扩 散 , 但 是 在 适 当 的 温 度 和 适 当 的 气 氛 下 , H 2 可 以 向 金 属 外 部 扩 散 , 所 以 选 择 合 理 的 除 氢 工 艺 可 以 使 H 2 含 量 降 到 最 低 值 , 从 而 减 少 或 防 止 氮 化 层 的 剥 落 现 象 。 4 结 论 4 C r 1 4 N i 1 4 W 2 M o 钢 和 3 8 C r M o A 1
15、A 钢 分 别 采 用 4 0 0 和 5 0 0 除 氢 能 获 得 最 佳 的 除 氢 效 果 。 1 8 C r 1 2 N i 4 W A 钢 除 氢 意 义 不 大 。 参 考 文 献 : 1 王 国 佐 , 王 万 智 . 钢 的 化 学 热 处 理 M . 北 京 : 铁 道 出 版 社 , 1 9 8 0 . 2 柳 祥 训 , 钟 华 仁 . 化 学 热 处 理 问 答 M . 北 京 : 国 防 工 业 出 版 社 , 1 9 9 0 . s / M P a b / M P a ( % ) ( % ) a K / J c m - 2 原 始 状 态 9 1 3 9 3 5
16、9 9 9 1 0 1 9 1 9 . 0 2 0 . 3 7 1 . 0 7 3 . 7 1 6 2 1 9 2 不 去 氢 9 4 3 9 7 1 1 0 1 1 1 0 2 8 5 . 2 9 . 6 1 4 . 6 2 0 . 3 1 0 2 1 1 1 2 0 0 去 氢 9 4 4 9 8 3 1 0 1 2 1 0 5 2 8 . 5 1 2 . 3 1 7 . 4 3 1 . 9 4 5 1 0 4 3 0 0 去 氢 9 3 5 9 6 0 9 8 6 1 0 1 1 6 . 7 1 3 . 7 1 0 . 1 2 2 . 5 1 1 3 1 4 3 4 0 0 去 氢 8
17、9 3 9 2 6 1 0 0 7 1 0 4 5 8 . 3 1 1 . 3 2 2 . 7 2 6 . 4 5 2 1 0 5 5 0 0 去 氢 8 6 3 8 8 8 9 6 5 9 8 2 5 . 3 9 . 7 1 4 . 0 2 2 . 1 6 5 1 2 1 表 3 1 8 C r 1 2 N i 4 W A 钢 拉 伸 性 能 试 验 结 果 T a b l e 3 T h e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f 1 8 C r 2 N i 4 W A s t e e l s / M P a b / M P a ( % )
18、( % ) a K / J c m - 2 原 始 状 态 5 0 1 5 0 8 8 4 0 8 5 3 2 8 . 3 2 9 . 5 4 0 . 0 4 7 . 0 5 6 7 2 不 去 氢 5 9 2 6 2 9 8 1 4 8 5 2 1 5 . 7 1 9 . 2 1 4 . 3 1 8 . 6 5 1 6 9 2 0 0 去 氢 5 6 7 5 9 0 7 8 7 8 1 0 1 1 . 7 1 3 . 8 1 1 . 5 1 4 . 6 4 5 7 1 3 0 0 去 氢 5 6 6 5 7 5 7 8 9 7 9 6 1 2 . 3 1 3 . 7 1 4 . 0 1 7
19、. 9 5 2 5 7 4 0 0 去 氢 5 9 8 6 1 4 8 0 3 8 1 7 1 6 . 0 1 7 . 0 1 7 . 0 1 7 . 4 4 3 5 8 5 0 0 去 氢 5 6 3 5 9 2 7 8 5 7 9 8 1 2 . 7 1 5 . 0 1 1 . 8 1 4 . 0 5 3 7 0 表 2 4 C r 1 4 N i 1 4 W 2 M o 钢 拉 伸 性 能 试 验 结 果 T a b l e 2 T h e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f 4 C r 1 4 N i 1 4 W 2 M o s t
20、e e l s / M P a b / M P a ( % ) ( % ) a K / J c m - 2 原 始 状 态 7 5 8 8 2 0 9 2 0 9 8 2 1 8 . 3 2 0 . 7 6 2 . 6 6 6 . 5 1 2 8 1 4 6 不 去 氢 7 7 7 7 9 1 8 6 2 8 7 9 3 . 7 1 0 . 3 4 . 6 4 . 9 7 2 7 5 2 0 0 去 氢 6 4 1 7 5 1 7 6 0 8 8 8 3 . 0 9 . 3 4 . 6 8 . 1 7 2 7 9 3 0 0 去 氢 6 1 2 6 4 4 8 2 6 8 7 2 2 . 0
21、3 . 0 3 . 6 5 . 8 6 6 7 2 4 0 0 去 氢 7 0 5 7 2 5 8 2 4 8 4 5 2 . 3 5 . 0 4 . 9 8 . 4 7 0 8 1 5 0 0 去 氢 6 1 6 6 8 9 8 3 0 9 0 2 2 . 3 1 2 . 3 4 . 9 8 . 4 6 7 7 8 表 4 3 8 C r M o A l A 钢 拉 伸 性 能 试 验 结 果 T a b l e 4 T h e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f 3 8 C r M o A l A 原 始 态 不 去 氢 2 0 0 去
22、氢 3 0 0 去 氢 4 0 0 去 氢 5 0 0 去 氢 4 C r 1 4 N i 1 4 W 2 M o 1 . 5 3 4 . 7 3 3 . 2 9 1 6 . 5 8 0 . 3 3 6 . 0 9 1 8 C r 1 2 N i 4 W A 0 . 6 1 6 . 6 2 5 . 7 6 8 . 7 2 7 . 5 8 9 . 4 7 3 8 C r M o A 1 A 0 . 4 1 1 8 . 9 3 1 8 . 3 6 2 8 . 9 3 3 4 . 4 1 0 . 8 4 表 1 除 氢 试 样 的 测 氢 试 验 结 果 T a b l e 1 D e h y d r i z i n g r e s u l t s o f s p e c i m e n s 6 3
