马氏体不锈钢如何氮化

1. 不锈钢应该怎样氮化处理

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。
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。
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。
冷却
大部份的工业用渗氮炉皆具有热交换机，以期在渗氮工作完成后加以急速冷却加热炉及被处理零件。即渗氮完成后，将加热电源关闭，使炉温降低约50℃，然后将氨的流量增加一倍后开始启开热交换机。此时须注意观察接在排气管上玻璃瓶中，是否有气泡溢出，以确认炉内之正压。等候导入炉中的氨气安定后，即可减少氨的流量至保持炉中正压为止。当炉温下降至150℃以下时，即使用前面所述之排除炉内气体法，导入空气或氮气后方可启开炉盖。
气体氮化
气体氮化系于1923年由德国AF ry 所发表，将工件置于炉内，利NH3气直接输进500～550℃的氮化炉内，保持20～100小时，使NH3气分解为原子状态的（N）气与（H）气而进行渗氮处理，在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的，其厚度约为0.02～0.02m/m，其性质极硬Hv 1000～1200，又极脆，NH3之分解率视流量的大小与温度的高低而有所改变，流量愈大则分解度愈低，流量愈小则分解率愈高，温度愈高分解率愈高，温度愈低分解率亦愈低，NH3气在570℃时经热分解如下：
NH3 →〔N〕Fe + 3/2 H2
经分解出来的N，随而扩散进入钢的表面形成。相的Fe2 - 3N气体渗氮，一般缺点为硬化层薄而氮化处理时间长。
气体氮化因分解NH3进行渗氮效率低，故一般均固定选用适用于氮化之钢种，如含有Al，Cr，Mo等氮化元素，否则氮化几无法进行，一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以强韧化处理又称调质因Al，Cr，Mo等皆为提高变态点温度之元素，故淬火温度高，回火温度亦较普通之构造用合金钢高，此乃在氮化温度长时间加热之间，发生回火脆性，故预先施以调质强韧化处理。NH3气体氮化，因为时间长表面粗糙，硬而较脆不易研磨，而且时间长不经济，用于塑胶射出形机的送料管及螺旋杆的氮化。
液体氮化
液体软氮化主要不同是在氮化层里之有Fe3Nε相，Fe4Nr相存在而不含Fe2Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化处理上是不良于韧性的氮化物，液体软氮化的方法是将被处理工件，先除锈，脱脂，预热后再置于氮化坩埚内，坩埚内是以TF – 1为主盐剂，被加温到560～600℃处理数分至数小时，依工件所受外力负荷大小，而决定氮化层深度，在处理中，必须在坩埚底部通入一支空气管以一定量之空气氮化盐剂分解为CN或CNO，渗透扩散至工作表面，使工件表面最外层化合物8～9%wt的N及少量的C及扩散层，氮原子扩散入α – Fe基地中使钢件更具耐疲劳性，氮化期间由于CNO之分解消耗，所以不断要在6～8小时处理中化验盐剂成份，以便调整空气量或加入新的盐剂。
液体软氮化处理用的材料为铁金属，氮化后的表面硬度以含有 Al，Cr，Mo，Ti元素者硬度较高，而其含金量愈多而氮化深度愈浅，如炭素钢Hv 350～650，不锈钢Hv 1000～1200，氮化钢Hv 800～1100。
液体软氮化适用于耐磨及耐疲劳等汽车零件，缝衣机、照相机等如气缸套处理，气门阀处理、活塞筒处理及不易变形的模具处。采用液体软氮化的国家，西欧各国、美国、苏俄、日本。
离子氮化
此一方法为将一工件放置于氮化炉内，预先将炉内抽成真空达10-2～10-3 Torr（㎜Hg）后导入N2气体或N2 + H2之混合气体，调整炉内达1～10 Torr，将炉体接上阳极，工件接上阴极，两极间通以数百伏之直流电压，此时炉内之N2气体则发生光辉放电成正离子，向工作表面移动，在瞬间阴极电压急剧下降，使正离子以高速冲向阴极表面，将动能转变为气能，使得工件表面温度得以上升，因氮离子的冲击后将工件表面打出Fe.C.O.等元素飞溅出来与氮离子结合成FeN，由此氮化铁逐渐被吸附在工件上而产生氮化作用，离子氮化在基本上是采用氮气，但若添加碳化氢系气体则可作离子软氮化处理，但一般统称离子氮化处理，工件表面氮气浓度可改变炉内充填的混合气体（N2 + H2）的分压比调节得之，纯离子氮化时，在工作表面得单相的r′（Fe4N）组织含N量在5.7～6.1%wt，厚层在10μn以内，此化合物层强韧而非多孔质层，不易脱落，由于氮化铁不断的被工件吸附并扩散至内部，由表面至内部的组织即为FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N顺序变化，单相ε（Fe3N）含N量在5.7～11.0%wt，单相ξ（Fe2N）含N量在11.0～11.35%wt，离子氮化首先生成r相再添加碳化氢气系时使其变成ε相之化合物层与扩散层，由于扩散层的增加对疲劳强度的增加有很多助。而蚀性以ε相最佳。
离子氮化处理的度可从350℃开始，由于考虑到材质及其相关机械性质的选用处理时间可由数分钟以致于长时间的处理，本法与过去利用热分解方化学反应而氮化的处理法不同，本法系利用高离子能之故，过去认为难处理的不锈钢、钛、钴等材料也能简单的施以优秀的表面硬化处理

2. aisi420是什么材质，化学成分是什么

aisi420又称420不锈钢是一种马氏体型不锈钢。420不锈钢是420“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。

AISI420化学成分：

1、铬（Cr）：12.0~14.0

在结构钢和中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。

2、镍(Ni)：≤0.75

镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。

3、钼(Mo)

钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。

4、钛(Ti)

钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。

5、碳 C：0.16~0.25，磷 P：≤0.04，硫 S：≤0.03

碳、硅、锰、硫、磷是生铁及碳素钢中的主要杂质元素，俗称为“五大元素"。

(2)马氏体不锈钢如何氮化扩展阅读

众所周知，对于不锈钢由于表面存在的稳定氧化膜问题，会阻止氮原子的渗入。在实施氮化前必须首先清除或活化氧化膜。传统的做法是：磷化、喷砂、酸洗或向炉内通入(添加)氯氟及硫磺系列的活化剂，去除或破坏保护膜使其表面活化，以有利于氮的渗入。

为了解决不锈钢的氮化问题，人们对于奥氏体不锈钢氮化进行研究，在氮化前预先在真空渗碳炉中对不锈钢进行浅层渗碳处理，通过真空渗碳处理使碳与Cr元素结合，以去除稳定的保护膜，这样就不用担心保护膜的阻挡作用，可以采用通常的气体氮化炉直接实施表面硬化。

传统磷化作为不锈钢的氮化前处理也有所应用，但由于存在一定问题，实际应用受到限制。为了解决AISI420不锈钢的直接氮化问题，对磷化处理剂进行筛选优化试验，采用LD-2311不锈钢专用磷化剂，选择90～100℃，10～15min处理方案，作为氮化的前处理进行生产性应用。

结果表明，此方法不仅简单、稳定，而且使氮化速度加快，渗层无脆性，表面硬度可以达到1180HV。成功解决了可控氮化炉不能进行不锈钢氮化的难题。

3. 不锈钢表面硬化处理，实现无磁和硬度，还有什么好办法

为了改善其性能，最常用的方法是热处理，但这种方法亦非易于应用。特别是，在500~1000℃的常温范围内通过氮化和氮碳共渗对不锈钢进行表面硬化，难免会削弱其耐腐蚀性能。

如何增加其硬度，又不影响其耐腐蚀性？

欧盟资助的PLASSTEEL项目就此研发出了一种先进的不锈钢低温表面硬化工艺，通过精确定制材料特性，从而赋予材料令人惊异的耐磨性、抗疲劳性和耐腐蚀性，可应用于所有铁素体，马氏体，奥氏体和双相钢。

领先的研发专家Alexander Varhoshkov说，不锈钢加热过程中局部过热领域虽然将具有更高的表面硬度，但也可能导致碳化硅和氮化铬沉淀在不锈钢的晶界上，这会受到晶间腐蚀的影响。

该工艺的关键在于，拥有40年行业经验的IONITECH LTD开发了一种等离子氮化/氮碳共渗炉，在整个工作区域实现了出色的温度均匀性，可以在低于500°C的温度下将氮或碳溶解到不锈钢中，而不形成氮化铬或碳化物，并消除了'空心阴极'效应的可能性。整个处理步骤数分钟至20小时不等，具体取决于工件材料和有关层深度的要求。

4. 304不锈钢管如何进行氮化处理

304不锈钢管氮化的关键在于去除其钝化膜，钝化膜是304不锈钢管防锈和不能氮化的原因版所在，所以要使权304不锈钢管氮化，关键是去除表面的钝化膜。去除钝化膜的方法有化学法和机械法。 1、喷砂 工件在渗氮前用细砂在0.15—0.25MPa的压力下进行喷砂处理，直 至表面呈暗灰色，清楚表面灰尘后立即进炉。

2、磷化

渗氮前对工件进行磷化处理，可破坏金属表面的氧化膜，形成多孔疏松的磷化层，有利于氮原子的渗入，

3、氯化物泡

方管协会今日发布将喷砂或精加工的工件用氯化物泡或涂覆，能有效地去除氧化膜。常用的氯化物有TiCl2和TiCl3。

通常进行渗氮处理的有铁素体型，马氏体型和奥氏体型304不锈钢管和耐热钢。

化学法

是把工件泡在50%(体积)盐酸(温度70度)中，然后用水清洗干净。

5. 渗氮前零件表面如何清洗

软氮化层组织和软氮化处理特点：钢经软氮化处理后，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。

软氮化处理具有以下特点：

1、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。

2、由于软氮化层不存在脆性ξ相，故氮化层硬如陵而具有一定的韧性，不容易剥落。

3、处理温度低，时间短，工件变形小。

4、山橡坦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。

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采用抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表逗桐面层，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abrassive cleaning 。第二种方法即将表面加以磷酸皮膜处理。

6. 不锈钢怎么氮化处理啊

不锈钢的氮化方法关键在于去除其钝化膜,钝化膜是不锈钢防锈和不能氮化回的原因所在答,所以要使不锈钢氮化,关键是去除表面的钝化膜。不锈钢氮化的目的在于提高其硬度,提高其耐摩性和抗侵蚀能力。去除钝化膜的方法有化学法和机械法,化学法是把工件泡在50%(体积)盐酸(温度70度)中,然后用水清洗干净;机械法可以采用喷沙去除钝化膜。在相同的氮化温度情况下,奥氏体不锈钢比珠光体或马氏体不锈钢的氮化速度要慢得多,钢中合金化程度越高氮化速度越慢。
高速钢的氮化一般高速钢的氮化不宜出现3相,否则将出使渗层变脆,根据以上规律,高速钢应进行低温短时渗氮。因为在较低的温度下渗层厚度的增厚比较慢,便于控制,且渗层表面氮浓度较低。短时低温氮化浓度较低,韧性较好。高速钢(w18cr4v)一般采用510—520摄氏度)直径《15mm的用15—20min,较大的采用25—32min,大型的采用60min

7. 马氏体不锈钢的热处理方法是怎样的

1Cr13淬火加热温度：1000-1050度，保温1到3小时，空冷，按回火温度高低不同，硬度随之不同。
580-650度回火，水冷，硬度HBS为254-302
560-620度回火，水冷，硬度HBS为285-341
550-580度回火，水冷，硬度HBS为254-362
520-560度回火，水冷，硬度HBS为341-388
小于300度回火，空冷，硬度HBS大于388

8. 304不锈钢热处理方法

304不锈钢热处理方法

去应力退火的加热温度低于相变温度A1，因此，在整个热处理过程中不发生组织转变。内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。为了使工件内应力消除
得更彻底，在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉，然后以100℃/h左右得加热速度加热到规定温度。焊接件得加热温度应略高于600℃。保温时间视情
况而定，通常为2～4h。铸件去应力退火的保温时间取上限，冷却速度控制在（20～50）℃/h，冷至300℃以下才能出炉空冷。
去应力退火
去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件记忆体在的残余应力而进行的退火工艺。
锻造、铸造、焊接以及切削加工后的工件内部存在内应力，如不及时消除，将使工件在加工和使用过程中发生变形，影响工件精度。采用去应力退火消除加工过程中 产生的内应力十分重要。

304不锈钢热处理HRC能有多高

不能通过热处理提高奥氏体不锈钢的硬度，包括304不锈钢，因为奥氏体不锈钢不具备生成
淬火马氏体的条件，而且也没有弥散分布的碳化物。
提高奥氏体不锈钢的方式一般只能是加工硬化，如果进行表面硬化处理，可以通过低温离子渗氮处理，304不锈钢中的Cr和N有较好的亲和力，可以在氮化过程中生成弥散分布的氮化物起到硬化作用。
青岛丰东可以达到韦氏硬度1000HV，但基体硬度不会那么高，同时能保持不锈钢的耐腐蚀。

不锈钢热处理

不锈钢分为奥氏体不锈钢，马氏体不锈钢，铁素体不锈钢。
奥氏体不锈钢是冷作加工硬度弹性增加的，如果是这类就不需要热处理
马氏体不锈钢是可以通过调质处理达到高强度高弹性。
铁素体不锈钢也是冷作加工硬度增加，但是防锈能力差。
楼主估计选用的是奥氏体不锈钢，就不需要热处理了，做弹片的话，如果是变形元件可以回火处理降低硬度。
飞凡紧固系统

对于铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢来说，由于含碳量低，只能是固熔处理。对于马氏体不锈钢来说，由于含碳量高，可以进行淬火热处理。

304不锈钢可以热处理吗?

定货前应该要求做固溶处理，不处理防腐效能欠佳。

304不锈钢可以热处理加硬吗

304是奥氏体不锈钢，而奥氏体不锈钢的含碳量是很低的。是不能通过热处理来提高硬度的。但是是可以进行固熔处理的。
若将合金加热到第二相全部或最大限度地溶入固溶体的温度保温一定时间后然后予以速冷以抑制第二相重新析出至使室温下获得过饱和固溶体这种热处理称为固溶处理
例如：奥氏体不锈钢具有良好耐腐蚀性的原因是其基体的电极电位高，不容易亩前发生电化学腐蚀，但经过各种热加工后,会在其内部生成一种含铬很高的碳化物:Cr23C6,它会导致周围基体组织中铬的含量大幅度降低,从而使基体的电极电位下降,其耐腐蚀性也会降低，进行固溶处理的目的就是消除已出现的Cr23C6,使它重新溶入奥氏体中，改善奥氏体不锈钢的耐腐蚀效能。

不能通过热处理提高奥氏体不锈钢的硬度，包括304不锈钢，因为奥氏体不锈钢不具备生成
淬火马氏体的条件，而且也没有弥散分布的碳化物。
提高奥氏体不锈钢的方式一般只能是加工硬化，如果进行表面硬化处理，可以通过氮化处理，304不锈钢中的Cr和N有较好的亲和力，可以在氮化过程中生成弥散分布的氮化物起到硬化作用。
也有少数厂家通过实践用真空炉对不锈钢材料进行碳离子注渗。此技术尤其适用于304、316不锈钢的表面处理；可以做出韦氏硬度1200HV（相当于洛氏硬度HRC70以上）、厚度达50微米的硬化层；但基体硬度不会那么高，30HRC左右。同时材料的耐腐蚀性有40%-60%提高。

304 不锈钢热处理后表面除锈工艺

可以按以下步骤依次进行：
1、松膜，主要目的是降低氧化皮与基体的结合强度，保证后续酸洗工序御虚处理质量。可以采用高锰酸钾与氢氧化钠的混合溶液，在100℃左右的条件下侵泡15~20分钟；
2、冷水洗，使用洁净的清水即可；
3、脱脂：主要目的是去除机械加工或过程保护中各类油脂经热处理后附着在工件表面的油垢，建议采用高温商品脱脂镇耐燃剂；
4、热水洗：80℃以上的洁净水即可；
5、冷水洗：使用洁净的清水即可；
6、酸洗：主要目的是去除热处理后表面的氧化皮及其他杂物，采用盐酸即可。在酸洗的过程中注意保持酸液在工件表面的流动性（上下提动工件即可），保证酸洗质量并可避免氢脆；
7、冷水洗：逆流漂洗，保证全部去除工件表面的残余酸液；
8、热水洗：进一步清洁工件表面，并使工件具有一定的温度，加速表面水分蒸发

不锈钢热处理问题

不知道你要什么样的表面性能，如防氧化、脆性等。光是硬度要达到HRC60-62是没有问题，但是需要化学热处理，如渗碳、渗硼等，这样表面就不是SUS420了。