离子氮化机理的初步探讨(二)

对氮化表面沉积物进行x射线物相鉴定,发现沉积物为a-Fe、Fe_2N、Fe_4N、FeC以及Fe_3O_4,说明氮化时FeN→Fe_2N→Fe_3N→Fe_4N的分解反应是正确的。碳钢氮化层电子探针分析表明,氮浓度极大值位于扩散层与基体组织之间,而碳浓度较基体组织高,可能存在碳由基体组织向氮化层反向扩散的问题。用电子显微镜观察轰击表面,得到与金相显微镜观察相一致的结论。用x射线测定了离子轰击点阵静畸变,发现离子轰击和高温回火(520℃)产生ε→ε+r’的转变。     

离子氮化机理的初步探讨(一)

在相同的氨流量和氨压下,进行气体氮化与离子氮化的对比实验,证明离子氮化比气体氮化的效果好。用X射线衍射仪法和金相法观察离子轰击对试样表面的影响,说明离子轰击后的试样表面存在二类、三类应力,点阵发生严重畸变,并出现大小不等的坑洼,沿晶介处尤为显著。表层大量缺陷的存在,促进了氮的扩散过程。离子氮化后的金相试样,在稀薄空气中进行离子轰击,试样表面硬度大幅度上升,与高能粒子(γ射线、α射线以及β射线)等照射金属与合金引起的硬度上升相似。这与轰击产生的畸变有关外,可能有新相析出,原因有待进一步探讨。用探极法测定了辉光放电等离子区的离子浓度,研究氮流量与离子浓度的关系,及对氮化层的影响,说明在大氨流量下离子浓度下降,氮化层深度减少,证明采用小氨流量是合理的。     

碳钢辉光离子氮化工艺试验

对纯铁和含碳量为0.2％、0.4％、0.6％、0.8％以及1.2％的碳素钢进行了辉光离子氮化工艺试验。初步结果说明:0.2％C和0.4％C的碳素钢最佳氮化温度为580℃;0.6％C、0.8％C以及小2％C的碳素钢氮化效果不佳,有待进一步研究;纯铁氮化后在缓冷过程中析出针状γ′相。