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鈦材滲氮元素表面的硬化處理

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦板,鈦設備,鈦合金 發布時間:2014-5-5 12:50:27

在滲氮時可能形成各種不同的區,如果氧含量不髙,形成由氮化組成的外區,具有金黃色并且硬度為14000-17000MPa,可是這種氮化鈦層很傅因較低的氮化溫度時或者繼而進行髙溫加熱(退火)時,氮就完全溶解到金屬表面的鈦固溶體里去了,激化鈦層不再增加或者在某個熱處理工序中消失因此,在發現氮化鈦層時鈦固溶體層巳經溶解到氮中去了這層也具有高的硬度,但是芯部硬度降低。在采用氨氣進行滲氮時,由于滲透氫的作用而出現附加的組織變化。由于在40度溫度下氫和氮對轉化溫度的相反(對立)作用而觀察到,首先隨著滲氮時間的增加而導致a-鈦表層的含氮層厚度增加,經過較長時間滲氮之后,這個層的范圍又縮小,因為通過試樣氫含量增加而轉變成金相(這樣一來,正如所見到那樣,硬化深度不會受到影響。在同一條件下滲氮而產生的硬化區表明有一陡峭的硬度下降區,在上邊列舉出的滲氮條件下一直到大約0.1mm深度的硬化層達HVS3OOOMPa的硬度。鈦合金可以在相似的條件下像鈦那樣滲氮。在鈦合金滲氮條件下,由于氮在鈦固溶體和鈦固溶體中的溶解度及擴散速度不同而使其擴散區的層厚波動(變化在質量分數為30%-100%NaCN的熔鹽浴槽中進行鈦的表面硬化處理時,在800度條件下經過1-2小時表面硬化可達到HV接近6000MPa(HRC60)由于磨蝕特征得到了改進,同沒有處理的材料相比,疲勞強度大多減少1/3以上。

氮化鈦堅硬而導電氮化鈦的生成熱超過所有的氧化。因此也必須注意,要在完全脫除氧的條件下進行滲氮處理。www.yukain.com.cn鈦同氮隨著時間按照拋物線規律進行表面反應。因此,滲氮速度隨著滲氮時間的增加而減低。因為氮在外氮化鈦層中的擴散速度小于下面的鈦固溶液體區的擴散速度,而不可能形成厚氮化層,氮或氨必須具有較髙的純度。因為氧不僅妨礙氮化層的形成,而且還能在較髙溫度條件下引起表面層除去氧化皮,水分的含量(濕度)必須最少達到這樣的程度,即使之達到的熔點。
    滲氮層的厚度隨著溫度的升髙而增加,并且在大約850度溫度條件下經過16-24小時之后達到具有HV大于3OOOMPa硬度、0.025-0.1mm厚的滲氮層。再延長滲氮時間基本上不會帶來硬化深度的增加。較髙的溫度導致基體材料晶粒長大,并且由于受缺口應力集中及內應力作用的硬化邊緣區引起可塑性(變形性能)降低。在采用TiA15Sn2.5鈦合金條件下,即使在950度溫度條件下經過16小時之后也只能獲得具有HV大于5OOOMPa的大約0.05mm的硬化層深度。在相同的條件下采用氨進行滲氮,就像應用氮滲氮一祥可達到較高的表面硬度和較大硬化深度。可是同時獲得了氫被吸收的結果,所以必須再經過真空退火消除它。

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