真空氮化处理原理

文章出处：新闻动态责任编辑：东莞市宏烽真空热处理有限公司发表时间：2019-11-11

　　真空氮化处理原理
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气体氮化一般使用无水氨气（或氨+氢，或氨+氮）作为供氮介质。整个氮化过程可分三个阶段。
（1）氨的分解
氨是一种很不稳定的气体，在一定条件下易于分解。它的分解率随温度的升高而增加，在400~600℃温度范围内，它的自然分解率可趋向全部分解，其分解反应如下：
2NH3=====2[N]+6[H]
氨气中分解出的活性氮原子是新生态的氮原子，具有很大的化学活性，部分被工件表面吸收，然后从表面向内部扩散，剩余的[N]很快结合成分子态的N2与H2等一起从废气中排出，所以氨分解式实际上是：
2NH3======2[N]+6H=====3H2+N2
为了使氮化作用继续不断地进行下去，需要连续地输入氨气，不断地产生活性氮原子
（2）钢件表面吸收氮原子
活性氮原子被钢件表面中吸收后，深入铁素体中形成含氮量较高的铁素体，过饱和后又形成氮化物。
（3）扩散
钢件表面吸收氮原子以后，在表面和里层存在着氮浓度梯度，促使氮原子从表面向里扩散，形成一定厚度的氮化层。
在氮化温度下，吸附层中的活性氮原子向金属晶格内部移动，留下的空隙又迅速地被吸附层的氮原子所填满，因而始终保持金属表面上有活性氮原子连续渗入。因此，扩散过程如下。
①向炉内不断输入含氮的气体；
氨分子向金属表面迁移;
氨分子被金属表面吸附;
氨分在相界面上不断分解，形成氮原子和氢原子;
吸收剩余的活性原子复合成分子，不断从炉内排出;
表面吸附的氮原子溶解于γ-Fe、α-Fe中。
②氮原子由金属表面向内中扩散，并产生一定的浓度梯度。
③当氮超过在α-Fe中的溶解度后，表层开始形成氮化物。
④氮化物沿金属表面的垂直方向和平行方向长大。
⑤表面依次形成γ相和ε相。
⑥氮化层不断增厚。
⑦氮从氮化物层向金属内部扩散。
影响以上基本过得的因素很多，如温度、时间、压力、介质成分（或氮势）以及零件钢材成分和组织等。气体氮化工艺就是要合理地控制这些影响因素，获得满意的氮化层。

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