真空渗氮是使用真空炉对钢铁零件进行整体加热、充入少量气体,在低压状态下产生活性氮原子渗入并向钢中扩散而实现硬化的;而离子渗氮是靠晖光放电产生的活性n离子轰击并仅加热钢铁零件表面,石油钻具热处理加工,发生化学反应生成核化物实现硬化的。
真空渗氮时,将真空炉排气至较高真空度0.133pa(1×10-3torr)后,将工件升至,530~560℃,同时送入氨气或nh3+cxhy+n2o复合气体,并对各种气体的送入量进行控制,炉压控制在0.667pa(5torr),低压状态能加快工件表面的气体交换,活跃的n元素(或n,c)来自化学反应及nh3(或在处理温度500-570℃nh3和cxhy的裂解),保温3~5h后,乐陵石油钻具热处理,用炉内惰性气体进行快速冷却。不同的材质,经此处理后可得到渗层深为20~80μm、硬度为600~1500hv的硬化层。
热处理过程中加热过热易导致奥氏体晶粒的粗大,使零件的机械性能下降。
一般过热:加热温度过高或在高温下保温时间过长,引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低,脆性转变温度升高,增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料(常为不懂工艺发生的)。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后,在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。
断口遗传:有过热组织的钢材,重新加热淬火后,虽能使奥氏体晶粒细化,但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多,一般认为曾因加热温度过高而使mns之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶接口,而冷却时这些夹杂物又会沿晶接口析出,石油钻具热处理工艺,受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。
粗大组织的遗传:有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时,以慢速加热到常规的淬火温度,甚至再低一些,石油钻具热处理供应商,其奥氏体晶粒仍然是粗大的,这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性,可采用中间退火或多次高温回火处理。
表面淬火回火热处理通常用感应加热或火焰加热的方式进行。主要技术参数是表面硬度、局部硬度和有效硬化层---。硬度检测可采用维氏硬度计,也可采用洛氏或表面洛氏硬度计。试验力(标尺)的选择与有效硬化层---和工件表面硬度有关。这里涉及到三种硬度计。
维氏、洛氏和表面洛氏三种硬度值可以方便地进行相互换算,转换成标准、图纸或用户需要的硬度值。
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