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15302118078無縫鋼管滲氮處理的基本原理和工藝特點(diǎn)
根據(jù)無縫鋼管滲氮處理的基本原理和工藝特點(diǎn)，其工藝參數(shù)有滲氮湄 度、滲氮時(shí)間和氨的分解率等，歸納其要點(diǎn)如下。
【1】滲氮溫度
滲氮溫度在500°C時(shí)，具有最高的表面硬度，超過該溫度則杉出現(xiàn)硬度的降低，其原因在于500°C以下氮化物的聚集不顯著，菸散度大的緣故。同時(shí)考慮到氮化溫度與硬度、氮化層深度、無縫鋼管變形量等眾多因素的關(guān)系，通常將氮化溫度控制在480〜560°C 滲氮與硬度的關(guān)系見圖8-2。
【2】滲氮時(shí)間
滲氮一定時(shí)間后，表面硬度達(dá)到最大值，延長時(shí)間后硬度稍芊下降，如滲氮溫度越高則達(dá)到最大值的時(shí)間越短，硬度値就越低; K化層的深度隨時(shí)間的延長而增加。圖8-3為38CrMoAl氮化鋼氣 ft層硬度、深度與溫度、時(shí)間的關(guān)系。
圖8 3 38CrMoAl無縫鋼管氮化層硬度、深度與溫度、時(shí)間的關(guān)系
【3】氨的分解率
氨的分解率是氨分解產(chǎn)生的氫和氮占爐氣體積的百分比，分解高則爐內(nèi)氫濃度高，使氮原子處于停頓狀態(tài)，即阻止氮原子的滲入；反之分解率低則造成與無縫鋼管表面接觸的活性氮原子數(shù)量減少，$ 氣又使脆性增加。分解率與爐內(nèi)壓力、氨的流量、無縫鋼管表面的狀2 以及有無催化劑等因素有關(guān)，因此分解率應(yīng)控制在一個(gè)最適當(dāng)?shù)腟 圍內(nèi)，.一般而言氨的分解率控制在18%〜45%左右，具體參見導(dǎo) 8~11。氨分解率的大小可以通過氨流量以及爐內(nèi)壓力的高低>1 調(diào)節(jié)。
表8-U 氮化溫度與氨的分解率的最佳關(guān)系
抵化溫度/X： 500 510 525 540 560
分解率/% 15 〜25 20 〜30 25 〜35 35 〜-15 45 〜60
根據(jù)滲氮層深度和硬度的要求可以進(jìn)行一段、二段或三段滲_ 處理，同時(shí)要根據(jù)無縫鋼管的材質(zhì)與技術(shù)要求來加以合理的選擇，要if 行綜合的分析并結(jié)合其工作的條件，不要顧此失彼，要明確的是化無縫鋼管的預(yù)備熱處理是調(diào)質(zhì)處理。
三種滲氮工藝有各自的特點(diǎn)，等溫氮化（或稱為一段氮化）斥 的表面硬度高約HV1000〜1200,變形小，脆性低，工藝簡單，抵作方便，但工藝周期長，成本高，滲層淺，多用于氮化層淺、尺、J 精密、硬度髙的無縫鋼管；二段滲氮與等溫氮化相比，表面硬度稍介 (HV850〜1000)，變形略有增大，但滲速快，多用于氮化層較深 批量較大的無縫鋼管；三段氮化滲速快，但硬度、脆性、變形等方面％ 比等溫氮化效果差。因此對(duì)于無縫鋼管零件需要進(jìn)行氮化處理時(shí)，要書 據(jù)無縫鋼管的技術(shù)要求、工作特點(diǎn)、生產(chǎn)效率、制造成本等幾個(gè)方面if 行綜合評(píng)定后才能確定最佳的氮化工藝。
需要說明的是對(duì)于碳鋼和鑄鐵無縫鋼管，為了提高工件的抗蝕能:i 而進(jìn)行的滲氮稱為抗蝕氮化，其滲氮層深度在0.02〜0.04mm，珠面形成一層薄而致密的白色氮化層（e相在0.015〜O.OOOmm). J 有化學(xué)穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，在潮濕空氣、過熱蒸汽、海水、氣體燃覺 產(chǎn)物以及弱堿溶液中具有不同的抗腐蝕性，進(jìn)行抗蝕氮化的無縫鋼管琴進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。采用抗蝕氮化可代替鍍鎳、鍍鋅、發(fā)藍(lán)、碌化以及其他表面處理方法，有時(shí)甚至能代替合金鋼和不銹鋼等。貨工藝的工藝溫度在550〜650°C左右，時(shí)間為1〜3h,氨分解率在45%〜70%。
