離子滲氮最重要的特點(diǎn)之一是可以通過控制滲氮?dú)夥盏慕M成、氣壓、電參數(shù)、溫度等因素來控制表面表面氮化層的結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散層組織,從而滿足零件的服役條件對(duì)性能的要求。
在離子滲氮化合物中常遇到的氮化物相有兩種:γˊ-Fe4N相和ε-Fe2-3N相。離子氮碳共滲還可能出現(xiàn)Fe3C相。影響化合物層中γˊ和ε相含量的因素。
1.鋼材成分和組織的影響
隨著鋼中含碳量的增加,氮化物層中ε相也隨之增多。同時(shí),隨著形成氮化物的合金元素如鉻、鋁、鈦、鉬的存在,降低了氮在鋼中的擴(kuò)散速度,提高了化合物層中的氮濃度。
2.滲氮保溫時(shí)間的影響
在最初形成的氮化物層中具有最多的是ε相。隨著保溫時(shí)間延長(zhǎng),ε相減少,γˊ相多,
從而使ε相的相對(duì)含量急劇減少,而后下降趨勢(shì)變緩。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間滲氮后ε相可能逐漸消失。
3.滲氮溫度的影響
每種材料都存在一個(gè)溫度臨界值,ε相和γˊ相含量都會(huì)隨氮化溫度的升高先增大再減小,直到化合物層消失。
4.氣壓的影響
氣壓的影響實(shí)際上是通過氣氛中氮離子濃度、濺射及凝附強(qiáng)度而起作用的。
5.滲氮?dú)夥盏挠绊?/h4>
離子滲氮?dú)夥罩械吞嫉暮渴怯绊懟衔飳酉嘟Y(jié)構(gòu)的最重要因素。
隨著含氮量的增加,ε相含量增多,此外白層厚度也隨之增加,這是因?yàn)闅夥罩泻吭黾?,滲氮表面的氮濃度相應(yīng)升高的結(jié)果。材料直接用氨氣滲氮時(shí),化合物層中的ε相含量相當(dāng)多,用熱分解氨則大大減小。
離子滲氮?dú)夥罩刑砑雍細(xì)怏w將抑制γˊ相形成,而得到以ε相為主或ε單相結(jié)構(gòu)的化合物層。含碳量超過臨界值時(shí),開始出現(xiàn)Fe3C,化合物層由ε和Fe3C兩相組成。含碳量繼續(xù)增加,F(xiàn)e3C量增多,ε相逐漸減少直到完全消失。此時(shí)表層僅由薄薄的Fe3C構(gòu)成。