软氮化防锈性能

笑行天下

如图，同一种材料，不同厂家井式炉软氮化，白亮层都在10U以上。浸泡在清水里，一个白亮层约15U泡过了一晚上就锈了，另外两个白亮层约12U泡了四天没锈。不同厂家做的，工艺可能不同，但都是炉冷不下油。为什么差异这么大？是什么影响了白亮层的防锈性？是白亮层的相不同吗ε 相？Y相？哪种相防锈性好？

sheyingyong

工艺有问题，疏松不一样，所以就不一样

东方

单相致密无疏松防锈好   

笑行天下

同炉次件金相检查都看不到疏松，两种表面都在HV800左右。从外观上看：不锈的那批是银白带些许亮光；生锈的另一批是灰色

笑行天下

东方 发表于 2017-4-15 09:21
单相致密无疏松防锈好

能解释一下化合物层这三种相的优点 缺点 各自的特性吗？

东方

笑行天下 发表于 2017-4-15 10:30
能解释一下化合物层这三种相的优点 缺点 各自的特性吗？

以下为老孤所授，供参考。
Fe-N合金相系可能存在的相：
       （1）α相：含氮铁素体——氮原子在α—Fe中的间隙固溶体。590℃时，氮在α相中的溶解度最大，为0.115%(wt)［0.46%N(at)］。室温下的溶解度小于0.001%（wt），通常认为约10-4%（wt），是共析温度时的百分之一。因此，α相从渗氮温度骤冷至室温时，存在很大的氮原子过饱和度。
       （2）α＇＇—Fe16N2相：含氮超结构铁素体，是过饱和α相在室温或稍高于室温下时效时，氮原子在母相｛100｝上丛聚形成的园盘形区（GP区），在较高温度（如300℃）下进一步有序化并长大转变为γ′—Fe4N。
       （3）γ相：含氮奥氏体—氮在γ—Fe中的间隙固溶体，氮原子有序地分布在面心立方晶格的间隙位置，共析点成分为2.35%N（wt）［8.75%N（at）］，650℃时含氮量最高，约为2.8%（wt），温度超过650℃，溶解度又趋于下降。γ相仅存在于共析温度（590℃）之上，硬度约为160HV。
相缓慢冷却通过590℃发生共析转变，得到类似珠光体的勃朗体（Braunite）组织，在金相显微镜下呈深腐蚀色。
      （4）α′相：铁氮马氏体。K·H·Jack认为可用分子式Fe8N来表示。
α′相由γ相急冷至室温获得。α′相具有较高的硬度（约650HV）。这是碳素钢进行渗氮—加热淬火复合处理增加渗层硬度和硬化层深度的基本原因。
       （5）γ′—Fe4N相：铁的氮化物，面心立方，氮原子在Fe原子间隙位置有序地排列。
γ′—Fe4N的含氮量（%wt）如下：
       ①在γ′+γ两相区，650℃时，含5.56(5.30)；
       ②在α+γ′两相区：
       590℃时，含5.60（5.56，5.30）
       550℃时，含5.64（5.54，5.48）
       500℃时，含5.45
       450℃时，含5.70（5.47，5.70）
       ③在γ′+ε两相区：
       600℃时，含5.95（5.96，5.60）
       500℃时，含5.96（5.70，5.80）
       450℃时，含6.02（5.96，6.10）
       注：（  ）中数据系不同研究者的结果；
       ④温度超过680℃，γ′—Fe4N将完全分解。
       γ′相具有铁磁性，脆性小，硬度约为550HV。
      （6）ε—Fe2～3N相：铁的氮化物，密排六方结构，氮原子有序排列，室温下氮含量在8.1~11.1%（wt）［26.0~33.3%（at）］范围。ε相脆性稍大，耐蚀性好，硬度约为265HV。
      （7）ξ—Fe2N相：铁的氮化物，斜方晶系，含氮量在11.0~11.35%（wt）范围，存在于480℃以下，由ε→ξ而成，脆性大，硬度约为260HV。
      ε相的分子式应当是Fe2～3N。Fe2N是它的极限成分。因文献中没有Fe3N数据，故采用Fe2N作为ε相的标志。这实际上是不妥的。
      气体渗氮难以获得γ′单相白层，从氮势—温度—相平衡图可以作出解释。γ′相临界氮势值很小，而气氛的氮势却很高，如纯氨渗氮时，分解率为50%时的氮势是2.2%，相区很窄，只有气氛氮势得到稳定而精确控制时，才有可能获得。

神舟十号

1.零件表面粗糙度；
2.白亮层厚度和致密度；
3.白亮层相结构；
4.白亮层含碳量；
5.γ′＜ε+γ′＜ε＜ ε（C）。

aaron01

无论是哪种铁的氮化物，只要是连续的，厚度足够，都把铁和空气隔绝了，就都会有很好的耐腐蚀能力。
楼主这种情况很少见，我怀疑是表面白亮层不连续造成的，其实不需要那么费劲，用硫酸铜水溶液分分钟能检测出来。
随便问一下，楼主的产品基体是什么材料？是否铸铁？

笑行天下

aaron01 发表于 2017-4-17 10:51
无论是哪种铁的氮化物，只要是连续的，厚度足够，都把铁和空气隔绝了，就都会有很好的耐腐蚀能力。
楼主这 ...

高碳铬钢

笑行天下

aaron01 发表于 2017-4-17 10:51
无论是哪种铁的氮化物，只要是连续的，厚度足够，都把铁和空气隔绝了，就都会有很好的耐腐蚀能力。
楼主这 ...

是10%硫酸铜浸2分钟？

aaron01

笑行天下 发表于 2017-4-20 12:28
是10%硫酸铜浸2分钟？

嗯，可以的。
浸泡后析出红色铜粉的区域就是白亮层不完整的。

fang66177

是什么原因会导致白亮层不完整呢？

junjiew

fang66177 发表于 2019-6-14 10:17
是什么原因会导致白亮层不完整呢？

疏松。这个和材料，工艺都有关