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低温碳氮共渗(软氮化)是在500~700℃的温度区间对工件表面渗入碳氮原子的化学处理工艺,可在气体、液体或固体介质中进行。渗层与渗氮时相近,而工艺周期较短。
这一工艺适用于各种钢,共渗后碳钢表面硬度为550~600HV(软氮化名称由此而来)、合金结构钢达600~700HV、工具钢达800~1000HV、不锈钢、高速钢及其他空淬钢可达1000~1200HV,可锻铸铁制工件低温碳氮共渗表面硬度为600~700HV,耐磨性提高约10倍。
低温碳氮共渗渗层深度常在0.5mm以下,其中外表面的化合物层为0.01~0.02mm,大部分是Fe3(C、N)及Fe4N,几乎没有脆性的Fe2N。扩散层为Fe4N及氮在α相中的固溶体。
低温碳氮共渗常用温度低于铁-氮状态图中的共析点(590℃),大多为520~570℃,在确定共渗工艺温度时还应考虑预先热处理的回火温度。例如,高速钢及高铬工具钢低温碳氮共渗温度应较回火低5~10℃.如共渗温度超过铁-氮共析温度,共渗后在水中冷却时于化合物层下出现含氮马氏体。
低温碳氮共渗适用于硬化层,负荷较小面对变形要求严格的耐磨件及工、模具等,应用日趋广泛。