馬氏體不銹鋼如何氮化

1. 不銹鋼應該怎樣氮化處理

氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。經氮化處理的製品具有優異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。
簡介
傳統的合金鋼料中之鋁、鉻、釩及鉬元素對滲氮甚有幫助。這些元素在滲氮溫度中，與初生態的氮原子接觸時，就生成安定的氮化物。尤其是鉬元素，不僅作為生成氮化物元素，亦作為降低在滲氮溫度時所發生的脆性。其他合金鋼中的元素，如鎳、銅、硅、錳等，對滲氮特性並無多大的幫助。一般而言，如果鋼料中含有一種或多種的氮化物生成元素，氮化後的效果比較良好。其中鋁是最強的氮化物元素，含有0.85～1.5%鋁的滲氮結果最佳。在含鉻的鉻鋼而言，如果有足夠的含量，亦可得到很好的效果。但沒有含合金的碳鋼，因其生成的滲氮層很脆，容易剝落，不適合作為滲氮鋼。
一般常用的滲氮鋼有六種如下：
（1）含鋁元素的低合金鋼（標准滲氮鋼）
（2）含鉻元素的中碳低合金鋼 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）熱作模具鋼（含約5%之鉻） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13
（4）鐵素體及馬氏體系不銹鋼 SAE 400系
（5）奧氏體系不銹鋼 SAE 300系
（6）析出硬化型不銹鋼 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等
含鋁的標准滲氮鋼，在氮化後雖可得到很高的硬度及高耐磨的表層，但其硬化層亦很脆。相反的，含鉻的低合金鋼硬度較低，但硬化層即比較有韌性，其表面亦有相當的耐磨性及耐束心性。因此選用材料時，宜注意材料之特徵，充分利用其優點，俾符合零件之功能。至於工具鋼如H11（SKD61）D2（SKD – 11），即有高表面硬度及高心部強度。
技術流程
滲氮前的零件表面清洗
大部分零件，可以使用氣體去油法去油後立刻滲氮。部分零件也需要用汽油清洗比較好，但在滲氮前之最後加工方法若採用拋光、研磨、磨光等，即可能產生阻礙滲氮的表面層，致使滲氮後，氮化層不均勻或發生彎曲等缺陷。此時宜採用下列二種方法之一去除表面層。第一種方法在滲氮前首先以氣體去油。然後使用氧化鋁粉將表面作abrasive cleaning 。第二種方法即將表面加以磷酸皮膜處理（phosphate coating）。
滲氮爐的排除空氣
將被處理零件置於滲氮爐中，並將爐蓋密封後即可加熱，但加熱至150℃以前須作爐內排除空氣工作。
排除爐內的主要功用是防止氨氣分解時與空氣接觸而發生爆炸性氣體，及防止被處理物及支架的表面氧化。其所使用的氣體即有氨氣及氮氣二種。
排除爐內空氣的要領如下：
①被處理零件裝妥後將爐蓋封好，開始通無水氨氣，其流量盡量可能多。
②將加熱爐之自動溫度控制設定在150℃並開始加熱（注意爐溫不能高於150℃）。
③爐中之空氣排除至10%以下，或排出之氣體含90%以上之NH3時，再將爐溫升高至滲氮溫度。
氨的分解率
滲氮是鋪及其他合金元素與初生態的氮接觸而進行，但初生態氮的產生，即因氨氣與加熱中的鋼料接觸時鋼料本身成為觸媒而促進氨之分解。
雖然在各種分解率的氨氣下，皆可滲氮，但一般皆採用15～30%的分解率，並按滲氮所需厚度至少保持4～10小時，處理溫度即保持在520℃左右。
冷卻
大部份的工業用滲氮爐皆具有熱交換機，以期在滲氮工作完成後加以急速冷卻加熱爐及被處理零件。即滲氮完成後，將加熱電源關閉，使爐溫降低約50℃，然後將氨的流量增加一倍後開始啟開熱交換機。此時須注意觀察接在排氣管上玻璃瓶中，是否有氣泡溢出，以確認爐內之正壓。等候導入爐中的氨氣安定後，即可減少氨的流量至保持爐中正壓為止。當爐溫下降至150℃以下時，即使用前面所述之排除爐內氣體法，導入空氣或氮氣後方可啟開爐蓋。
氣體氮化
氣體氮化系於1923年由德國AF ry 所發表，將工件置於爐內，利NH3氣直接輸進500～550℃的氮化爐內，保持20～100小時，使NH3氣分解為原子狀態的（N）氣與（H）氣而進行滲氮處理，在使鋼的表面產生耐磨、耐腐蝕之化合物層為主要目的，其厚度約為0.02～0.02m/m，其性質極硬Hv 1000～1200，又極脆，NH3之分解率視流量的大小與溫度的高低而有所改變，流量愈大則分解度愈低，流量愈小則分解率愈高，溫度愈高分解率愈高，溫度愈低分解率亦愈低，NH3氣在570℃時經熱分解如下：
NH3 →〔N〕Fe + 3/2 H2
經分解出來的N，隨而擴散進入鋼的表面形成。相的Fe2 - 3N氣體滲氮，一般缺點為硬化層薄而氮化處理時間長。
氣體氮化因分解NH3進行滲氮效率低，故一般均固定選用適用於氮化之鋼種，如含有Al，Cr，Mo等氮化元素，否則氮化幾無法進行，一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以強韌化處理又稱調質因Al，Cr，Mo等皆為提高變態點溫度之元素，故淬火溫度高，回火溫度亦較普通之構造用合金鋼高，此乃在氮化溫度長時間加熱之間，發生回火脆性，故預先施以調質強韌化處理。NH3氣體氮化，因為時間長表面粗糙，硬而較脆不易研磨，而且時間長不經濟，用於塑膠射出形機的送料管及螺旋桿的氮化。
液體氮化
液體軟氮化主要不同是在氮化層里之有Fe3Nε相，Fe4Nr相存在而不含Fe2Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化處理上是不良於韌性的氮化物，液體軟氮化的方法是將被處理工件，先除銹，脫脂，預熱後再置於氮化坩堝內，坩堝內是以TF – 1為主鹽劑，被加溫到560～600℃處理數分至數小時，依工件所受外力負荷大小，而決定氮化層深度，在處理中，必須在坩堝底部通入一支空氣管以一定量之空氣氮化鹽劑分解為CN或CNO，滲透擴散至工作表面，使工件表面最外層化合物8～9%wt的N及少量的C及擴散層，氮原子擴散入α – Fe基地中使鋼件更具耐疲勞性，氮化期間由於CNO之分解消耗，所以不斷要在6～8小時處理中化驗鹽劑成份，以便調整空氣量或加入新的鹽劑。
液體軟氮化處理用的材料為鐵金屬，氮化後的表面硬度以含有 Al，Cr，Mo，Ti元素者硬度較高，而其含金量愈多而氮化深度愈淺，如炭素鋼Hv 350～650，不銹鋼Hv 1000～1200，氮化鋼Hv 800～1100。
液體軟氮化適用於耐磨及耐疲勞等汽車零件，縫衣機、照相機等如氣缸套處理，氣門閥處理、活塞筒處理及不易變形的模具處。採用液體軟氮化的國家，西歐各國、美國、蘇俄、日本。
離子氮化
此一方法為將一工件放置於氮化爐內，預先將爐內抽成真空達10-2～10-3 Torr（㎜Hg）後導入N2氣體或N2 + H2之混合氣體，調整爐內達1～10 Torr，將爐體接上陽極，工件接上陰極，兩極間通以數百伏之直流電壓，此時爐內之N2氣體則發生光輝放電成正離子，向工作表面移動，在瞬間陰極電壓急劇下降，使正離子以高速沖向陰極表面，將動能轉變為氣能，使得工件表面溫度得以上升，因氮離子的沖擊後將工件表面打出Fe.C.O.等元素飛濺出來與氮離子結合成FeN，由此氮化鐵逐漸被吸附在工件上而產生氮化作用，離子氮化在基本上是採用氮氣，但若添加碳化氫系氣體則可作離子軟氮化處理，但一般統稱離子氮化處理，工件表面氮氣濃度可改變爐內充填的混合氣體（N2 + H2）的分壓比調節得之，純離子氮化時，在工作表面得單相的r′（Fe4N）組織含N量在5.7～6.1%wt，厚層在10μn以內，此化合物層強韌而非多孔質層，不易脫落，由於氮化鐵不斷的被工件吸附並擴散至內部，由表面至內部的組織即為FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N順序變化，單相ε（Fe3N）含N量在5.7～11.0%wt，單相ξ（Fe2N）含N量在11.0～11.35%wt，離子氮化首先生成r相再添加碳化氫氣系時使其變成ε相之化合物層與擴散層，由於擴散層的增加對疲勞強度的增加有很多助。而蝕性以ε相最佳。
離子氮化處理的度可從350℃開始，由於考慮到材質及其相關機械性質的選用處理時間可由數分鍾以致於長時間的處理，本法與過去利用熱分解方化學反應而氮化的處理法不同，本法系利用高離子能之故，過去認為難處理的不銹鋼、鈦、鈷等材料也能簡單的施以優秀的表面硬化處理

2. aisi420是什麼材質，化學成分是什麼

aisi420又稱420不銹鋼是一種馬氏體型不銹鋼。420不銹鋼是420「刃具級」馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。

AISI420化學成分：

1、鉻（Cr）：12.0~14.0

在結構鋼和中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素。

2、鎳(Ni)：≤0.75

鎳能提高鋼的強度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源，故應盡量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

3、鉬(Mo)

鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力，發生變形，稱蠕變)。結構鋼中加入鉬，能提高機械性能。 還可以抑制合金鋼由於火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

4、鈦(Ti)

鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密，細化晶粒力；降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在鉻18鎳9奧氏體不銹鋼中加入適當的鈦，可避免晶間腐蝕。

5、碳 C：0.16~0.25，磷 P：≤0.04，硫 S：≤0.03

碳、硅、錳、硫、磷是生鐵及碳素鋼中的主要雜質元素，俗稱為「五大元素"。

(2)馬氏體不銹鋼如何氮化擴展閱讀

眾所周知，對於不銹鋼由於表面存在的穩定氧化膜問題，會阻止氮原子的滲入。在實施氮化前必須首先清除或活化氧化膜。傳統的做法是：磷化、噴砂、酸洗或向爐內通入(添加)氯氟及硫磺系列的活化劑，去除或破壞保護膜使其表面活化，以有利於氮的滲入。

為了解決不銹鋼的氮化問題，人們對於奧氏體不銹鋼氮化進行研究，在氮化前預先在真空滲碳爐中對不銹鋼進行淺層滲碳處理，通過真空滲碳處理使碳與Cr元素結合，以去除穩定的保護膜，這樣就不用擔心保護膜的阻擋作用，可以採用通常的氣體氮化爐直接實施表面硬化。

傳統磷化作為不銹鋼的氮化前處理也有所應用，但由於存在一定問題，實際應用受到限制。為了解決AISI420不銹鋼的直接氮化問題，對磷化處理劑進行篩選優化試驗，採用LD-2311不銹鋼專用磷化劑，選擇90～100℃，10～15min處理方案，作為氮化的前處理進行生產性應用。

結果表明，此方法不僅簡單、穩定，而且使氮化速度加快，滲層無脆性，表面硬度可以達到1180HV。成功解決了可控氮化爐不能進行不銹鋼氮化的難題。

3. 不銹鋼表面硬化處理，實現無磁和硬度，還有什麼好辦法

為了改善其性能，最常用的方法是熱處理，但這種方法亦非易於應用。特別是，在500~1000℃的常溫范圍內通過氮化和氮碳共滲對不銹鋼進行表面硬化，難免會削弱其耐腐蝕性能。

如何增加其硬度，又不影響其耐腐蝕性？

歐盟資助的PLASSTEEL項目就此研發出了一種先進的不銹鋼低溫表面硬化工藝，通過精確定製材料特性，從而賦予材料令人驚異的耐磨性、抗疲勞性和耐腐蝕性，可應用於所有鐵素體，馬氏體，奧氏體和雙相鋼。

領先的研發專家Alexander Varhoshkov說，不銹鋼加熱過程中局部過熱領域雖然將具有更高的表面硬度，但也可能導致碳化硅和氮化鉻沉澱在不銹鋼的晶界上，這會受到晶間腐蝕的影響。

該工藝的關鍵在於，擁有40年行業經驗的IONITECH LTD開發了一種等離子氮化/氮碳共滲爐，在整個工作區域實現了出色的溫度均勻性，可以在低於500°C的溫度下將氮或碳溶解到不銹鋼中，而不形成氮化鉻或碳化物，並消除了'空心陰極'效應的可能性。整個處理步驟數分鍾至20小時不等，具體取決於工件材料和有關層深度的要求。

4. 304不銹鋼管如何進行氮化處理

304不銹鋼管氮化的關鍵在於去除其鈍化膜，鈍化膜是304不銹鋼管防銹和不能氮化的原因版所在，所以要使權304不銹鋼管氮化，關鍵是去除表面的鈍化膜。去除鈍化膜的方法有化學法和機械法。 1、噴砂 工件在滲氮前用細砂在0.15—0.25MPa的壓力下進行噴砂處理，直 至表面呈暗灰色，清楚表麵灰塵後立即進爐。

2、磷化

滲氮前對工件進行磷化處理，可破壞金屬表面的氧化膜，形成多孔疏鬆的磷化層，有利於氮原子的滲入，

3、氯化物泡

方管協會今日發布將噴砂或精加工的工件用氯化物泡或塗覆，能有效地去除氧化膜。常用的氯化物有TiCl2和TiCl3。

通常進行滲氮處理的有鐵素體型，馬氏體型和奧氏體型304不銹鋼管和耐熱鋼。

化學法

是把工件泡在50%(體積)鹽酸(溫度70度)中，然後用水清洗干凈。

5. 滲氮前零件表面如何清洗

軟氮化層組織和軟氮化處理特點：鋼經軟氮化處理後，表面最外層可獲得幾微米至幾十微米的白亮層，它是由ε相、γ`相和含氮的滲碳體Fe3（C，N）所組成，次層為的擴散層，它主要是由γ`相和ε相組成。

軟氮化處理具有以下特點：

1、不受鋼種限制，碳鋼、低合金鋼、工模具鋼、不銹鋼、鑄鐵及鐵基粉未冶金材料均可進行軟氮化處理。工件經軟氮化後的表面硬度與氮化工藝及材料有關。

2、由於軟氮化層不存在脆性ξ相，故氮化層硬如陵而具有一定的韌性，不容易剝落。

3、處理溫度低，時間短，工件變形小。

4、山橡坦能顯著地提高工件的疲勞強度、耐磨性和耐腐蝕性。在干摩擦條件下還具有抗擦傷和抗咬合等性能。

滲氮前的零件表面清洗:大部分零件，可以使用氣體去油法去油後立刻滲氮。但在滲氮前之最後加工方法若採用拋光、研磨、磨光等，即可能產生阻礙滲氮的表逗桐面層，致使滲氮後，氮化層不均勻或發生彎曲等缺陷。

此時宜採用下列二種方法之一去除表面層。第一種方法在滲氮前首先以氣體去油。然後使用氧化鋁粉將表面作abrassive cleaning 。第二種方法即將表面加以磷酸皮膜處理。

6. 不銹鋼怎麼氮化處理啊

不銹鋼的氮化方法關鍵在於去除其鈍化膜,鈍化膜是不銹鋼防銹和不能氮化回的原因所在答,所以要使不銹鋼氮化,關鍵是去除表面的鈍化膜。不銹鋼氮化的目的在於提高其硬度,提高其耐摩性和抗侵蝕能力。去除鈍化膜的方法有化學法和機械法,化學法是把工件泡在50%(體積)鹽酸(溫度70度)中,然後用水清洗干凈;機械法可以採用噴沙去除鈍化膜。在相同的氮化溫度情況下,奧氏體不銹鋼比珠光體或馬氏體不銹鋼的氮化速度要慢得多,鋼中合金化程度越高氮化速度越慢。
高速鋼的氮化一般高速鋼的氮化不宜出現3相,否則將出使滲層變脆,根據以上規律,高速鋼應進行低溫短時滲氮。因為在較低的溫度下滲層厚度的增厚比較慢,便於控制,且滲層表面氮濃度較低。短時低溫氮化濃度較低,韌性較好。高速鋼(w18cr4v)一般採用510—520攝氏度)直徑《15mm的用15—20min,較大的採用25—32min,大型的採用60min

7. 馬氏體不銹鋼的熱處理方法是怎樣的

1Cr13淬火加熱溫度：1000-1050度，保溫1到3小時，空冷，按回火溫度高低不同，硬度隨之不同。
580-650度回火，水冷，硬度HBS為254-302
560-620度回火，水冷，硬度HBS為285-341
550-580度回火，水冷，硬度HBS為254-362
520-560度回火，水冷，硬度HBS為341-388
小於300度回火，空冷，硬度HBS大於388

8. 304不銹鋼熱處理方法

304不銹鋼熱處理方法

去應力退火的加熱溫度低於相變溫度A1，因此，在整個熱處理過程中不發生組織轉變。內應力主要是通過工件在保溫和緩冷過程中消除的。為了使工件內應力消除
得更徹底，在加熱時應控制加熱溫度。一般是低溫進爐，然後以100℃/h左右得加熱速度加熱到規定溫度。焊接件得加熱溫度應略高於600℃。保溫時間視情
況而定，通常為2～4h。鑄件去應力退火的保溫時間取上限，冷卻速度控制在（20～50）℃/h，冷至300℃以下才能出爐空冷。
去應力退火
去應力退火是為了消除由於塑性形變加工、焊接等而造成的以及鑄件記憶體在的殘余應力而進行的退火工藝。
鍛造、鑄造、焊接以及切削加工後的工件內部存在內應力，如不及時消除，將使工件在加工和使用過程中發生變形，影響工件精度。採用去應力退火消除加工過程中 產生的內應力十分重要。

304不銹鋼熱處理HRC能有多高

不能通過熱處理提高奧氏體不銹鋼的硬度，包括304不銹鋼，因為奧氏體不銹鋼不具備生成
淬火馬氏體的條件，而且也沒有彌散分布的碳化物。
提高奧氏體不銹鋼的方式一般只能是加工硬化，如果進行表面硬化處理，可以通過低溫離子滲氮處理，304不銹鋼中的Cr和N有較好的親和力，可以在氮化過程中生成彌散分布的氮化物起到硬化作用。
青島豐東可以達到韋氏硬度1000HV，但基體硬度不會那麼高，同時能保持不銹鋼的耐腐蝕。

不銹鋼熱處理

不銹鋼分為奧氏體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼。
奧氏體不銹鋼是冷作加工硬度彈性增加的，如果是這類就不需要熱處理
馬氏體不銹鋼是可以通過調質處理達到高強度高彈性。
鐵素體不銹鋼也是冷作加工硬度增加，但是防銹能力差。
樓主估計選用的是奧氏體不銹鋼，就不需要熱處理了，做彈片的話，如果是變形元件可以回火處理降低硬度。
飛凡緊固系統

對於鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼來說，由於含碳量低，只能是固熔處理。對於馬氏體不銹鋼來說，由於含碳量高，可以進行淬火熱處理。

304不銹鋼可以熱處理嗎?

定貨前應該要求做固溶處理，不處理防腐效能欠佳。

304不銹鋼可以熱處理加硬嗎

304是奧氏體不銹鋼，而奧氏體不銹鋼的含碳量是很低的。是不能通過熱處理來提高硬度的。但是是可以進行固熔處理的。
若將合金加熱到第二相全部或最大限度地溶入固溶體的溫度保溫一定時間後然後予以速冷以抑制第二相重新析出至使室溫下獲得過飽和固溶體這種熱處理稱為固溶處理
例如：奧氏體不銹鋼具有良好耐腐蝕性的原因是其基體的電極電位高，不容易畝前發生電化學腐蝕，但經過各種熱加工後,會在其內部生成一種含鉻很高的碳化物:Cr23C6,它會導致周圍基體組織中鉻的含量大幅度降低,從而使基體的電極電位下降,其耐腐蝕性也會降低，進行固溶處理的目的就是消除已出現的Cr23C6,使它重新溶入奧氏體中，改善奧氏體不銹鋼的耐腐蝕效能。

不能通過熱處理提高奧氏體不銹鋼的硬度，包括304不銹鋼，因為奧氏體不銹鋼不具備生成
淬火馬氏體的條件，而且也沒有彌散分布的碳化物。
提高奧氏體不銹鋼的方式一般只能是加工硬化，如果進行表面硬化處理，可以通過氮化處理，304不銹鋼中的Cr和N有較好的親和力，可以在氮化過程中生成彌散分布的氮化物起到硬化作用。
也有少數廠家通過實踐用真空爐對不銹鋼材料進行碳離子注滲。此技術尤其適用於304、316不銹鋼的表面處理；可以做出韋氏硬度1200HV（相當於洛氏硬度HRC70以上）、厚度達50微米的硬化層；但基體硬度不會那麼高，30HRC左右。同時材料的耐腐蝕性有40%-60%提高。

304 不銹鋼熱處理後表面除銹工藝

可以按以下步驟依次進行：
1、松膜，主要目的是降低氧化皮與基體的結合強度，保證後續酸洗工序御虛處理質量。可以採用高錳酸鉀與氫氧化鈉的混合溶液，在100℃左右的條件下侵泡15~20分鍾；
2、冷水洗，使用潔凈的清水即可；
3、脫脂：主要目的是去除機械加工或過程保護中各類油脂經熱處理後附著在工件表面的油垢，建議採用高溫商品脫脂鎮耐燃劑；
4、熱水洗：80℃以上的潔凈水即可；
5、冷水洗：使用潔凈的清水即可；
6、酸洗：主要目的是去除熱處理後表面的氧化皮及其他雜物，採用鹽酸即可。在酸洗的過程中注意保持酸液在工件表面的流動性（上下提動工件即可），保證酸洗質量並可避免氫脆；
7、冷水洗：逆流漂洗，保證全部去除工件表面的殘余酸液；
8、熱水洗：進一步清潔工件表面，並使工件具有一定的溫度，加速表面水分蒸發

不銹鋼熱處理問題

不知道你要什麼樣的表面性能，如防氧化、脆性等。光是硬度要達到HRC60-62是沒有問題，但是需要化學熱處理，如滲碳、滲硼等，這樣表面就不是SUS420了。