[發明專利]一種耐晶間腐蝕型結構鋼的速效滲氮方法

在審

• 申請號: 202011036898.X
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112176277A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 鄭堯君;陸立光;安慶友
• 申請（專利權）人: 常州市匯豐天元熱處理有限公司
• 主分類號: C23C8/62
• 分類號: C23C8/62;C23C8/02;C21D1/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請涉及金屬處理領域，具體公開了一種耐晶間腐蝕型結構鋼的速效滲氮方法。耐晶間腐蝕型結構鋼的速效滲氮方法包括下列步驟：S1、取結構鋼并程序升溫，保溫奧氏體化后，取加熱結構鋼工件并置于淬火介質中，等溫淬火處理并保溫回火，得回火結構鋼工件；S2、對回火結構鋼工件表面處理并升溫加熱，保溫加熱預處理，得預處理結構鋼工件；S3、將預處理結構鋼工件置于預熱的滲氮介質中，保溫滲氮處理并空氣冷卻至室溫，即可制備得耐晶間腐蝕型結構鋼。本申請的結構鋼的速效滲氮方法操作快捷有效，且能有效改善結構鋼滲氮過程中短時間滲氮處理會導致化合物結構層厚度降低，均勻性和分布性不佳的問題。

技術領域

本申請涉及金屬處理領域，更具體地說，它涉及一種耐晶間腐蝕型結構鋼的速效滲氮方法。

背景技術

自鋼鐵工業產生以來，就首先發展出碳素結構鋼。碳素結構鋼表面硬度較低、耐蝕性差，因此制造的機械零件在工作時常常會產生失效。因此為了提高碳素結構鋼機械零件的服役壽命，保證機械穩定運行，在生產過程中必須要對碳素結構鋼機械零件的表面進行處理。滲氮是滲氮劑中的氮原子通過擴散進入零件的表層，從而顯著提高零件表面性能的熱處理工藝。

現有技術可參考公開號為CN111663097A的中國發明專利，其公開了奧氏體滲氮的工藝，通過對零件的表面進行二次去污處理，有利于去除零件表面殘留的污漬，進而有利于對進行滲氮處理，且通過定期對氨氣氣體進行檢測，有利于及時檢測出氨氣的泄露情況避免了危險事故的發生，同時利用放置的固體氯化銨有利于除去零件表面的鈍化膜，有利于對零件進行滲氮處理，縮短了滲氮處理時間，提高了工作效率。

針對上述中的相關技術，發明人認為存在二次去污的滲氮處理的方案，雖然通過表面處理縮短了滲氮時間，但是短時間滲氮處理的方案會導致化合物結構層厚度降低，滲氮層整體表面結構疏松，均勻性和分布性不均的問題。

發明內容

為了改善結構鋼滲氮過程中短時間滲氮處理會導致化合物結構層厚度降低，均勻性和分布性不佳的問題，本申請提供一種耐晶間腐蝕型結構鋼的速效滲氮方法，包括下列步驟：S1、取結構鋼并程序升溫，保溫奧氏體化后，取加熱結構鋼工件并置于淬火介質中等溫淬火處理并保溫回火，得回火結構鋼工件；S2、對回火結構鋼工件表面處理并升溫加熱，保溫加熱預處理，得預處理結構鋼工件；S3、將預處理結構鋼工件置于預熱的滲氮介質中，保溫滲氮處理并空氣冷卻至室溫，即可制備得耐晶間腐蝕型結構鋼。

通過采用上述技術方案，通過對結構鋼工件材料進行調質處理后，即采用等溫淬火和回火處理的方式，改善了材料的內部結構，在此基礎上，再對結構鋼工件進行滲氮處理，由于本申請中采用了預處理結構鋼工件后進行滲氮處理的方案，預處理過程中，結構鋼材料的表面形成一層氧化膜，該層氧化膜可以在隨后的氮化工藝中被分解還原從而加快滲氮速度，有效的提高滲氮效率，同時，本申請通過預熱滲氮介質，結合預熱的結構鋼材料，在結構鋼的表面形成了更厚的化合物層，改善了滲氮處理時化合物結構層厚度降低導致均勻性和分布性不均的問題。

進一步地，所述等溫淬火處理并保溫回火包括如下步驟：S11、升溫加熱并預熱淬火介質溫度至55～65℃，將加熱結構鋼工件置于淬火介質中等溫處理30～35min后，等溫處理完成并收集等溫淬火工件；S12、將等溫淬火工件置于箱式電阻爐中，程序升溫并保溫回火75～100min后，靜置冷卻至室溫后。

通過采用上述技術方案，由于采用等溫淬火并結合回火處理的方案，有效對結構鋼進行調質，降低了結構鋼工件中的淬火組織應力，再通過回火處理，減小或消除淬火鋼件中的內應力，消除工件淬火時產生的殘留應力，防止變形和開裂，可以有效達到結構鋼的使用性能要求。

進一步地，步驟S12中所述程序升溫為按10℃/min升溫至580～600℃。

通過采用上述技術方案，合理的程序升溫，控制升溫的速率，既可以有效提高熱處理結構鋼金屬的熱處理效率，還能改善熱處理結構鋼時其內部應力在高速率溫度下發生應力較大的現象，提高結構鋼熱處理后的力學強度。