（1） 三元共滲工藝

液體碳氮硼共滲的溫度在680~800℃，一般都能得到較好的效果。溫度太低，滲速減慢；溫度太高，鹽浴易于揮發(fā)，穩(wěn)定性降低。一般常用的共滲溫度為（730±10）℃。

共滲時(shí)間應(yīng)依滲層深度要求而定，一般以4~6h為宜。對(duì)45鋼而言，滲層深度可達(dá)0.36~0.46mm。

 

共滲后的冷卻方式應(yīng)根據(jù)零件心部要求的性能確定，當(dāng)心部力學(xué)性能嬉水 高時(shí)，共滲后可直接淬火，采用水冷或油冷，此時(shí)由于共滲溫度低，心部組織還有未溶鐵素體，影響力學(xué)性能。當(dāng)要求心部有較高強(qiáng)度時(shí)，共滲后用空冷，以后再進(jìn)行常規(guī)的重新加熱淬火和回火。

（2） 組織

經(jīng)液體三元共滲后快冷，滲層的金相組織由表及里依次為白亮層、馬氏體+殘余奧氏體、過渡層和心部組織。經(jīng)X射線衍射分析表明，白亮層主要由含硼的Fe₃C型組織及少量ε相組成，此層雖然含碳、氮極高，但硬度較低。位于馬氏體+殘余奧氏體區(qū)域，由于三種元素的滲入，特別是氮的滲入，使鋼的A_c1點(diǎn)下降，因此在共滲溫度（730～740℃）下表層全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。又由于碳、氮、硼降低M_s點(diǎn)，故冷卻過程中除形成大量馬氏體外，還保留有相當(dāng)多的殘余奧氏體。殘余奧氏體由外向里逐漸減少是由于高溫時(shí)內(nèi)部的奧氏體中的碳、氮、硼含量逐漸減少所致。

過渡層和心部組織是在高溫下奧氏體中的碳、氮、硼的含量從過渡層到心部逐漸減少，故冷卻后過渡區(qū)的鐵素體量較心部少，過渡區(qū)組織相當(dāng)于未完全淬火組織。

三元共滲后再更新加熱淬火、回火組織見表   。重新加熱淬火不改變化合物層分布，僅影響馬氏體+殘余奧氏體組織。淬火加熱時(shí)，由于碳、氮的擴(kuò)散，滲層中碳、氮濃度較加熱前低，使?jié)B層中殘余奧氏體減少，馬氏體也變得細(xì)小。重新加熱淬火溫度比三元素共滲溫度高，因而心部無鐵素體或鐵素體比重新加熱以前少，同時(shí)硬化層深度增加，硬度梯度變得更加平緩。

 

 

（3）性能

由于三元共滲中有硼的存在，使表面硬度在一起情況下比碳氮共滲高2～3HRC，同時(shí)耐磨性顯著提高。表  為液體三元共滲與碳氮共滲件耐磨性的比較。試驗(yàn)表明，液體三元共滲工件的疲勞強(qiáng)度和多沖抗力不如碳氮共滲，尤其當(dāng)應(yīng)力水平和沖擊能量高時(shí)更是如此。這是因?yàn)橐后w三元共滲的硬化層淺，滲層組織不佳而造成過早產(chǎn)生疲勞斷裂。因此液體碳氮硼三元共滲主要適用于磨損失效的零件，如由于磨損而失效的許多冷變形模具、冷鐓模、落料模等。而重載零件采用液體三元共滲時(shí)應(yīng)注意疲勞斷裂，以接觸疲勞失效為主的零件不宜采用液體三元共滲。