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根据无缝钢管氮化处理的基本原理和工艺特点,确定了氮化程度、氮化时间和氨分解速率等工艺参数。在这一章中,无缝钢管制造商总结了以下几点。[1]渗氮温度当渗氮温度为500℃时,表面硬度最高。如果渗氮温度高于该温度,硬度将会降低。原因是500℃以下氮化物积累不明显,烟叶弥散较大。同时考虑渗氮温度与硬度、渗氮层深度、无缝钢管变形等诸多因素的关系,渗氮温度一般控制在480-560℃。[2]渗氮时间渗氮一段时间后,表面硬度达到最大值,延长渗氮时间后硬度略有下降。渗氮温度越高,达到最大值的时间越短,硬度越低。
K层的深度随着时间的推移而增加。图8-3显示了38CrMoAl氮化钢的硬度和气体深度与温度和时间的函数关系。氨分解速率氨的分解率是氨分解产生的氢和氮在炉气体积中的百分比。分解速率高,炉内氢气浓度高,使氮原子处于静态,即阻止氮原子渗透;如果分解速率低,与无缝钢管表面接触的活性氮原子数会减少,脆性会增加。分解速率与炉内压力、氨流量、无缝钢管表面形状和催化剂的存在有关。因此,分解速率应控制在最合适的s范围内。根据渗氮层深度和硬度的要求,可进行一次、二次和三次渗氮处理。同时要根据无缝钢管的材料和技术要求合理选择。综合分析结合工作条件,不考虑两者。无缝钢管的预热处理应定义为回火处理。三种渗氮工艺各有特点:等温渗氮(或一次性渗氮)排斥hv1000-1200左右的高表面硬度,变形小,脆性低,工艺简单,使用方便,但工艺周期长,成本高,渗氮层浅。主要用于渗氮层浅、精度高、硬度高的无缝钢管;与等温渗氮相比,二次渗氮的表面硬度略中等(hv850-1000)。三级渗氮速度更快,但硬度、脆性和变形比等温渗氮差%以上。因此,当无缝钢管零件需要渗氮时,只有根据无缝钢管的技术要求、工作特点、生产效率和制造成本进行综合评价,才能确定最佳的渗氮工艺。