大口径薄壁无缝钢管渗氮处理和工艺特点

     大口径薄壁无缝钢管渗氮处理和工艺特点

大口径薄壁无缝钢管渗氮处理和工艺特点据无缝钢管渗氮处理的基本原理和工艺特点，其工艺参数有渗氮湄 度、渗氮时间和氨的分解率等，归纳其要点如下。

【1】大口径薄壁无缝钢管渗氮处理和工艺特点渗氮温度

渗氮温度在500°C时，具有最高的表面硬度，超过该温度则杉出现硬度的降低，其原因在于500°C以下氮化物的聚集不显著，菸散度大的缘故。同时考虑到氮化温度与硬度、氮化层深度、无缝钢管变形量等众多因素的关系，通常将氮化温度控制在480〜560°C 渗氮与硬度的关系见图8-2。

【2】大口径薄壁无缝钢管渗氮处理和工艺特点渗氮时间

渗氮一定时间后，表面硬度达到最大值，延长时间后硬度稍芊下降，如渗氮温度越高则达到最大值的时间越短，硬度値就越低; K化层的深度随时间的延长而增加。图8-3为38CrMoAl氮化钢氣 ft层硬度、深度与温度、时间的关系。

图8 3 38CrMoAl无缝钢管氮化层硬度、深度与温度、时间的关系

【3】大口径薄壁无缝钢管渗氮处理和工艺特点氨的分解率

氨的分解率是氨分解产生的氢和氮占炉气体积的百分比，分解高则炉内氢浓度高，使氮原子处于停顿状态，即阻止氮原子的渗入；反之分解率低则造成与无缝钢管表面接触的活性氮原子数量减少，$ 气又使脆性增加。分解率与炉内压力、氨的流量、无缝钢管表面的状2 以及有无催化剂等因素有关，因此分解率应控制在一个最适当的S 围内，.一般而言氨的分解率控制在18%〜45%左右，具体参见导 8~11。氨分解率的大小可以通过氨流量以及炉内压力的高低>1 调节。

表8-U 大口径薄壁无缝钢管渗氮处理和工艺特点氮化温度与氨的分解率的最佳关系

抵化温度/X： 500 510 525 540 560
分解率/% 15 〜25 20 〜30 25 〜35 35 〜-15 45 〜60
根据渗氮层深度和硬度的要求可以进行一段、二段或三段渗_ 处理，同时要根据无缝钢管的材质与技术要求来加以合理的选择，要if 行综合的分析并结合其工作的条件，不要顾此失彼，要明确的是化无缝钢管的预备热处理是调质处理。

三种渗氮工艺有各自的特点，等温氮化（或称为一段氮化）斥 的表面硬度高约HV1000〜1200,变形小，脆性低，工艺简单，抵作方便，但工艺周期长，成本高，渗层浅，多用于氮化层浅、尺、J 精密、硬度髙的无缝钢管；二段渗氮与等温氮化相比，表面硬度稍介 (HV850〜1000)，变形略有增大，但渗速快，多用于氮化层较深 批量较大的无缝钢管；三段氮化渗速快，但硬度、脆性、变形等方面％ 比等温氮化效果差。因此对于无缝钢管零件需要进行氮化处理时，要书 据无缝钢管的技术要求、工作特点、生产效率、制造成本等几个方面if 行综合评定后才能确定最佳的氮化工艺。

需要说明的是对于碳钢和铸铁无缝钢管，为了提高工件的抗蚀能:i 而进行的渗氮称为抗蚀氮化，其渗氮层深度在0.02〜0.04mm，珠面形成一层薄而致密的白色氮化层（e相在0.015〜O.OOOmm). J 有化学稳定性高的特点，在潮湿空气、过热蒸汽、海水、气体燃觉 产物以及弱碱溶液中具有不同的抗腐蚀性，进行抗蚀氮化的无缝钢管琴进行正火或调质处理。采用抗蚀氮化可代替镀镍、镀锌、发蓝、碌化以及其他表面处理方法，有时甚至能代替合金钢和不锈钢等。货工艺的工艺温度在550〜650°C左右，时间为1〜3h,氨分解率在45%〜70%。