软氮化硬度普遍比氮化硬度低，不然怎么叫软氮化呢？

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-10-7 09:28:50

本帖最后由孤鸿踏雪于 2016-10-13 22:16 编辑

软氮化硬度普遍比氮化硬度低，不然怎么叫软氮化呢？

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-10-7 09:30:40

这个检测结果的可信度？

aaron01 · 发表于 2016-10-7 16:09:24

没有可比性啊，560的和520比，呵呵。

cnszgong · 发表于 2016-10-7 16:43:24

本帖最后由 cnszgong 于 2016-10-7 16:45 编辑

MGN，即多种气体软氮化，取英文译名Multiform Gas Nitrocarburzong 的第一个字母。其主要元素有氮、碳、氧、硫、硼、铬、钛、稀土等。针对不同的材料配以不同的元素，以达到最佳的使用效果。这种工艺于2002年开始开发，使用已有5年的历史，广泛用于齿轮，模具，刀具，并得到用户良好的反响。写那统计资料的人有没有搞清楚他资料中的材料渗的是什么元素!!!!!!

见仁见智 · 发表于 2016-10-7 20:14:51

本帖最后由见仁见智于 2016-10-8 05:56 编辑

这个问题迷惑过好多人。渗氮使用的主要是扩散层（也叫内氮化层），而氮碳共渗软氮化使用的主要是化合物层“白亮层”。
图表显示。气体渗氮“硬氮化”工艺是520℃×30h，渗氮温度选取在等活度时效区，扩散层生成的是以合金氮化物GP混合偏聚区形式存在的高硬度组织，渗氮时间相当长，扩散层的深度也比较大，沿深度方向硬度梯度比较平缓。而软气体软氮化是560℃×5h。艺选用温度明显高于520℃，此温度下渗氮在合金氮化物完全沉淀并开始聚集长大，扩散层的硬度也随之下降，再者5h生成的扩散层也比较浅，沿深度方向的硬度梯度比较陡。
另外500~520℃渗氮由于生成化合物层的门槛值很大，难以生成较厚的白亮层，560℃温度下氮碳共渗比较容易生成较厚的白亮层。软氮化的高硬度出于化合物层“白亮层”，其硬度值并不比500~520℃渗氮的扩散层的硬度低，甚至略高。图表没有这方面的数据。然而，图表也没有检测软氮化白亮层的硬度值。
图表检测的只是扩散层的硬度 (从离表面0.03mm开始，通常的化合物层仅0.01~0.02mm，超过了化合物层的厚度) ，所谓硬氮化在同一深度上的硬度比软氮化的要高，是不同工艺条件下出现的差异，是正常现象。但不能因此说明软氮化的表面硬度也比渗氮扩散层的硬度低。渗氮和氮碳共渗是两种不同的技术，有共性也有各自的特性，用途也不尽相同。不在同一条件下的工艺结果，没有可比性。
如果要提高合金钢扩散层的硬度，应当选择强烈形成氮化物的合金元素的钢牌号，并采用比较低的渗氮温度500℃附近；如果要提高白亮层的硬度，应当选择比较高的氮碳共渗温度，除碳以外或添加某些其它元素（如氧、硼、稀土等）。这也是好些热处理工作者容易迷惑的地方。先用较低温度渗氮，然后提高温度进行氮碳共渗的两段法处理也是工程上常用的一种性能兼得的工艺方法，被很多民用齿轮采用。
仅供参考

勇不放弃 · 发表于 2016-10-7 21:22:40

同等条件比较，条件不同怎么又可比性，同等条件，我做出的数据二者硬度没啥明显差别，组织上差别很大，例如软氮化白亮层厚

繁华落幕 · 发表于 2016-10-8 07:59:57

个人觉得这个实验数据有两个问题，
第一，调质的回火有问题，40Cr、20CrMo、38CrMoAl分别经过氮化、软氮化后，心部硬度不一致了
第二，梯度没注明载荷大小，两者进行对比的话，选用小载荷比如0.1，对软氮化比较公平。

孤鸿踏雪 · 发表于 2016-10-8 10:02:05

aaron01 发表于 2016-10-7 16:09
没有可比性啊，560的和520比，呵呵。

我们可以在此探讨两个问题：
1）同种材料的产品氮化硬度比软氮化硬度高吗？
2）2#楼那个表格所展示的检测数据可信度如何？

aaron01 · 发表于 2016-10-8 10:15:47

孤鸿踏雪发表于 2016-10-8 10:02
我们可以在此探讨两个问题：
1）同种材料的产品氮化硬度比软氮化硬度高吗？
2）2#楼那个 ...

氮化或者软氮化的渗层硬度和基体硬度，以及渗氮工艺温度有很大关系。
楼主说了是调质前处理，可是并没有说是多少温度回的火，如果是600C以上温度回火还行，氮化的工艺不会对基体硬度有影响，可是如果没600度那么高的话，打比方说540度回火的，那在做软氮化的时候，本身就会对基体再次回火，使其硬度下降，基体硬度都下降了，那么扩散层硬度自然就会受影响，以此得出的软氮化软的结论，对吗？我看应该得出的是回火温度高低的影响吧。你看图2的数据，软氮化的心部硬度（1.5毫米处）都比氮化的都低好多，是不是在说明不同的回火温度对基体硬度影响有多大呢？这还需要讨论吗？回火温度--硬度曲线，本来就有关系图哦，嘿嘿。

simida · 发表于 2016-10-8 11:00:43

cnszgong 发表于 2016-10-7 16:43
MGN，即多种气体软氮化，取英文译名Multiform Gas Nitrocarburzong 的第一个字母。其主要元素有氮、碳、氧 ...

龚大，那么 MGN 这个比起传统软氮化有何区别？

好处是什么？

wangjinjun · 发表于 2016-10-15 19:22:26

软氮化也可以检梯度硬度，有多少人检测过？

wangjinjun · 发表于 2016-10-15 19:25:49

这个是供零件设计人员看的，零件不光是耐磨，还得有一定的承载力，否则就会塌陷，耐磨也没用！

wangjinjun · 发表于 2016-10-15 19:40:12

软氮化的名字的来历，主要讲软氮化扩散层硬度偏低，我没说表面硬度，硬氮化通常用10公斤力，而软氮化通常用100克力，因此软氮化零件不能用重载条件。

wangjinjun · 发表于 2016-10-15 20:28:35

这也是软氮化不能完全取代硬氮化的原因，扩散层硬度不行。

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 04:50:59

楼主提供的这个数据正是本人花时间检测的，数据的准确性受多面因素的影响，我想如果你是有心人，得出来的结论大概差不了太多，具有一定的普遍性，软氮化可能跟我检测的数据差别要大一些，因为软氮化工艺差别大，我主要拿出这个数据的目的，不是证明自己有多能干，而是给设计人员看的，是推广软氮化的，比如，某设计人员用40Cr，30小时的硬氮化，可否考虑用20CrMnTi，5小时的软氮化来取代？至少数据上是行得通的。至于是否真能行，还是要靠实践，我相信有的时候是成功的，但失败了，你也不要责怪我的数据，毕竟你有义务对自己的创新进行长期的考证，用于刀具，模具，效果一两天就可以看出，但用于零件，可能需要几个月以上的时间验证，如果失败了，要找原因，而不是嘲笑自己或他人，我搞氮化给别人的建议很多，效果有成功，也有失败，但每次实败，都增长的我的经验。

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 04:54:52

接上，40Cr和20CrMnTi，在购买成本上，几乎差不多，但40Cr30小时硬氮化比5小时的软氮化成本高多了。

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 05:01:19

MGN工艺也是本人的研究。就是针对QPQ扩散层不行研究出来的，在模具上，刀具上有一定的应用，到现在也只有那么几家在应用，有一家用在齿轮拉刀上，我相信厂家为了验证我的工艺，付出很大，因为大多数厂家是没有耐心的。

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 05:10:11

大多数热处理工程师做产品是为了厂家的要求，但厂家的要求也有离谱的时候，有个厂家要求软氮化的白亮层0.02-0.03mm，我觉得这个要求可能不太正确，虽然我们做了一次，两次是合格的，我估计厂家是希望扩散层厚一点，达到一定的承载力。

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 05:21:52

38CrMoAL，氮化后的硬度高，钢材成本也不太高，但能否应用在高温轴承上，比如氮化炉，渗碳机风机，工作温度较高的环境，那就要看轴承厂是否有这个决心试验了，比如近年来开发的陶瓷轴承，肯定作了大量试验，但这种轴承也是有一定使用范围的，我提出来不一定行，但你不试一试怎么知道不行。

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 05:37:41

楼上见仁见智提出500度左右渗氮扩散层硬度高，指的应是单一渗氮，足够的氮势，如果在500度右右渗氮夹杂了大量的氧势，或碳势，扩散层硬度应该上不来，比如氧氮化，在通入氨气和水蒸气进行氧氮化，即使在500度左右，时间再长，扩散层硬度也不可能很高，扩散层硬度高不高，要看水蒸汽通入的多少，在5%左右接近软氮化的渗氮条件了，如果低于1%，接近硬氮化的条件，如果50℅的氨气加50%的水蒸汽效果会怎样呢？这些实验本人都是做过的。

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 05:44:29

关于软氮化扩散层的硬度问题，通入乙醇，甲醇，或二氧化碳，扩散层的硬度差别还是比较大的。

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 05:52:53

simida 发表于 2016-10-8 11:00
龚大，那么 MGN 这个比起传统软氮化有何区别？

好处是什么？

就是扩散层硬度高一点，还有表面有硫化亚铁和四氧化三铁，有自润滑功能

wangjinjun · 发表于 2016-10-16 06:00:39

simida 发表于 2016-10-8 11:00
龚大，那么 MGN 这个比起传统软氮化有何区别？

好处是什么？

就是扩散层硬度高一点，还有表面有硫化亚铁和四氧化三铁，有自润滑功能

wangjinjun · 发表于 2016-10-17 01:24:06

硬氮化通常不要白亮层，大概认为硬氮化的白亮层很脆，事实上也不完全是这样，比如加入某些元素是完全可以改善白亮层脆性的，比如多元共渗，也就是先进行硬氮化，最后几小时用多元共渗，比软氮化脆性更小。这一工艺用在H13热锻模或挤压模，效果不错。

wangjinjun · 发表于 2016-10-17 01:38:59

在硬氮化的后期，进行低氮势的多元共渗，可以适当降低扩散层硬度，或将部分氮化物转化成氧化物和硫化物，进一步降低了脆性。

wangjinjun · 发表于 2016-10-17 14:07:04

这个数据供新产品开发具有一定指导意义，设计人员也不可能全面了解各种氮化和钢材氮化后的性能，我会怀疑设计人员的技术要求是否最佳，如果是成熟产品又另当别论。

身在此山 · 发表于 2016-10-19 11:42:01

本帖最后由身在此山于 2016-10-19 11:51 编辑

我想，楼主题目 “软氮化硬度普遍比氮化硬度低，不然怎么叫软氮化呢？” 的重点是三个字： “普遍”“低”。各楼加上诸多限制条件后就不“普遍”了，结果也可能反转为不 “低”，那应变成另一个讨论题目 “软氮化硬度怎样不比氮化硬度低？”

显然，同等温度下处理（比如560°C），软氮化硬度普遍比氮化硬度低，是C的加入降低了N分压，使得（低温）C-N共渗普遍比渗N 硬度低。

aaron01 · 发表于 2016-10-19 12:54:28

身在此山发表于 2016-10-19 11:42
我想，楼主题目 “软氮化硬度普遍比氮化硬度低，不然怎么叫软氮化呢？” 的重点是三个字： “普遍”“低” ...

“显然，同等温度下处理（比如560°C），软氮化硬度普遍比氮化硬度低，是C的加入降低了N分压，使得（低温）C-N共渗普遍比渗N 硬度低。”

先不说这个最终结论有没有问题，这句话里毛病就不少，N分压是指炉内混合气氛里的氮气体积比，渗氮靠的是氨气不是氮气，氮气和零件表面不反应，氨的分压才是直接影响氮势高低的。
另外，同样工艺条件下，渗碳气氛的加入会使得白亮层变厚，碳溶入白亮层里也会提高白亮层的硬度，使得白层硬度更高。

东方 · 发表于 2016-10-19 13:02:56

无意义 5小时跟30小时没什么好比的

身在此山 · 发表于 2016-10-19 13:34:07

aaron01 发表于 2016-10-19 12:54
“显然，同等温度下处理（比如560°C），软氮化硬度普遍比氮化硬度低，是C的加入降低了N分压，使得（低温 ...

哈哈......！你 “这句话里毛病也不少”

：

1. N 分压不是“指炉内混合气氛里的氮气体积比”。可以把N分压近似理解为工件表面附近气氛中活性N 的溶度比。
2. 渗氮既不是靠氮气（N2）,也不是靠氨气，而是靠活性N。N分压≠ 氮气(N2) 分压！
3. 同样，“先不说你的最终结论有没有问题”。实务中，同样温度深度条件下（楼主说的“普遍”），C-N共渗表面硬度比渗氮低是普遍的情形。你要更高，也许做得到，但已不是“普遍” 的情形了。

aaron01 · 发表于 2016-10-19 14:44:57

本帖最后由 aaron01 于 2016-10-19 14:52 编辑

身在此山发表于 2016-10-19 13:34
哈哈......！你 “这句话里毛病也不少”：

1. N 分压不是“指炉内混合气氛里的氮气体积比”。可以把N ...

建议你看下这个帖子：http://www.rclhome.net/forum.php ... =166&extra=page%3D1
第一张图很形象地表述了渗氮和氮碳共渗气氛和钢表面反应的机制，实际渗氮气氛里有所谓的活性氮吗？如果有，这个活性氮势以原子态存在还是以离子态存在呢？

aaron01 · 发表于 2016-10-19 14:51:39

本帖最后由 aaron01 于 2016-10-19 15:47 编辑

能想象氮原子在气氛里跑来跑去？

氮势是什么概念：kn=PNH3/(PH2)3/2

气氛里的氮势等于PNH3除以PH2的二分之三次方，PNH3是氨气分压，PH2是氢气分压，
活性氮的分压是什么？气体才有分压，活性氮是分子态的气体吗？

身在此山 · 发表于 2016-10-19 15:25:54

aaron01 发表于 2016-10-19 14:51
能想象氮原子在气氛里跑来跑去？

氮势是什么概念：

你在31楼推荐的关于渗氮原理的帖子，虽然只是渗氮过程理论之一，却也回答了你一个疑问： “氮以原子态进入铁原子点阵，间隙固溶”，不是以离子态。

原子态的N当然是活性N。在渗N炉内它有两个出路：渗入钢中，或结合成N2 留在气氛中。难以想象还来得及 “在气氛里跑来跑去”！

既然不是N2，鄙人前面说的“N分压”当然不指物理公式中气体的体积比例（不引伸到热力学了）。

aaron01 · 发表于 2016-10-19 15:33:23

身在此山发表于 2016-10-19 15:25
你在31楼推荐的关于渗氮原理的帖子，虽然只是渗氮过程理论之一，却也回答了你一个疑问： “氮以原子态进入 ...

请问，活性氮的分压怎么测？

aaron01 · 发表于 2016-10-19 15:34:11

请问什么是分压，或者说是气体分压？

aaron01 · 发表于 2016-10-19 15:38:43

混合气体中的一种组分才有分压，首先必须是气体才会有分压，活性氮是混合气体里的一种气体吗？这种气体叫什么？

身在此山 · 发表于 2016-10-19 15:44:58

aaron01 发表于 2016-10-19 15:34
请问什么是分压，或者说是气体分压？

你真可爱，好固执哟！

1. 什么是分压？------ 在33楼已经有答案：物理的体积概念你已经讲到了，还一个热力学概念不想引伸进去（何况手头没有课本）。
2. 怎么测？------ 没测过。说实话，也没工夫去想怎么测。热力学很多问题是理论推算，无需实测。举个你可能知道的热力学概念 “熵”，怎么测？如果不知道怎么测，是不是......？

aaron01 · 发表于 2016-10-19 15:52:02

身在此山发表于 2016-10-19 15:44
你真可爱，好固执哟！

1. 什么是分压？------ 在33楼已经有答案：物理的体积概念你已经讲到了，还一个热 ...

呵呵，也许是我太固执了。
这里推荐另外一个相关帖子，说的是渗碳气氛里的活性C的问题，有空可以看一下，也欢迎一起讨论。
http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=245

tom · 发表于 2016-10-19 16:01:00

软氮化代表软？硬氮化代表硬？涨知识了啊

身在此山 · 发表于 2016-10-19 16:07:17

aaron01 发表于 2016-10-19 15:52
呵呵，也许是我太固执了。
这里推荐另外一个相关帖子，说的是渗碳气氛里的活性C的问题，有空可以看一下， ...

收藏了，感谢无私的慷慨分享！

wangjinjun · 发表于 2016-10-19 18:05:21

如果不是比扩散层的硬度，软氮化100g克力打硬度的确不软，正是因为打10公斤力以上的力软氮化的确软，因为硬氮化打100克至10公斤，差别不象软氮化那么大，软氮化的名称总有来历吧，最早做氮化的人常常用10公斤力打软氮化，结果软，故命名为软氮化。

wangjinjun · 发表于 2016-10-19 18:06:28

除此以外，你怎么解释软氮化的来历呢？

wangjinjun · 发表于 2016-10-19 18:10:42

硬氮化在世界的应用是早于软氮化，在软氮化出来之初，人们常常以渗氮的标准来检验软氮化，慢慢才有检验软氮化的标准。

wangjinjun · 发表于 2016-10-19 18:29:59

我估计有些零件该用硬氮化做的，有人软氮化做了，结果塌陷，零件不仅仅需要耐磨，还需要承载力，客户说零件塌陷了，就是硬度不够，软了，你却说，硬得很，我用100克力打HV八百多，行吗？

wangjinjun · 发表于 2016-10-20 00:23:32

所谓的高手，在于对自己的了解，在于准确地了解自己产品的参数，在于平时的数据积累，在任何领域的高手都是靠勤奋得来的。

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