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滲氮淬火|氮化處理工藝要點及氮化層深度NHD無損測量方法

滲氮淬火的工藝原理

  迄今為止的表面淬火硬化工藝的共同點在于，硬質表面層是通過馬氏體微結構實現的。但是，如果工件需要尺寸準確，則這種馬氏體轉變可能會成為問題，因為微觀結構的轉變通常會導致淬火硬化變形。形成的片狀硬化層也可能需要重新加工。在這種情況下，滲氮淬火/氮化物硬化（簡稱“氮化”）可以提供一種補救措施，而無需任何微觀結構的轉變。因此，通過微結構轉變，氮化不是一種經典的表面硬化方法。
  氮化不是基于馬氏體的形成，而是基于部件表面上堅硬而耐磨的氮化物的形成！
  在滲氮過程中，合金鋼會暴露在約500°C的含氮環境中。氮原子擴散到鋼的表面，并與現有的合金元素（如鋁，鉻，鉬，釩和鈦）結合在一起，形成堅硬且耐磨的氮化物。
  滲氮需要含有氮化物形成合金元素的特殊鋼，即所謂的滲氮鋼（例如34CrAlMo5）。在表面上形成的氮化物也會導致材料應力。然而，這些并不代表任何弱點，而是由于所產生的殘余壓縮應力而將組件的疲勞強度提高了一定程度！氮化物層還提高了耐腐蝕性。
  表面滲氮淬火/氮化熱處理特別用于改善動態受壓部件的疲勞強度！

   盡管由于形成了氮化物而使表面硬度大大提高，但由于僅在表面上形成了氮化物，因此組件核心的性能保持不變。層的厚度為0.1mm至1mm。只有付出非常高的努力才能獲得更厚的氮化物層。有時幾天的長時間退火會使氮化非常耗時，因此很昂貴。

如何快速無損檢測滲氮淬火質量（NHD氮化層厚度/滲氮層深度、表面硬度、硬度梯度、淬火應力）？

  有效滲氮淬火層硬化深度簡稱為滲氮層深度，即NHD(Nitriding Hardening Depth)，也稱為氮化層厚度(Nitrided Layer Depth)，在工業質量控制中，借助于硬度壓痕測量和金相顯微技術，破壞性地進行硬度和滲氮層深度NHD的檢測。這些技術很耗時，因此不適合生產線快速處理。為了無損確定滲氮層深度NHD/氮化層厚度，德國Fraunhofer已經開發了3MA微磁無損測量技術。可以使用3MA技術集成的從巴克豪森磁噪聲和切線磁場強度等多種無損檢測方法的信號得出的測量值來無損測定近表面硬度以及高達3mm的滲氮層深度值NHD。對于所研究的大多數零件和不同的鋼成分，這些無損確定的結果均符合各自的工業規格范圍要求。

  如上圖所示，上海量博實業有限公司總代理的3MA技術，應用適合于多種鐵磁材料和深度達幾毫米的近表面微觀結構特性表征。各種3MA設備都采用了模塊化技術構建，迄今為止，以3MA技術為主體的多種設備已在工業應用中用于執行滲氮層深度NHD、階梯硬度測試，各向異性測量和殘余應力測量，以表征微觀結構狀態并確定通過表面滲氮淬火/氮化處理工藝產生的微觀結構梯度。

   如果您對表面滲氮淬火質量、滲氮層深度NHD、氮化后零件硬度、殘余應力等有技術疑問或需要訂購，上海量博實業有限公司經驗豐富的客戶服務團隊會在工作時間內為您解答有關我們產品，價格，訂購和其他信息的問題。