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什么是軟氮化？它與氣體氮化相比有哪些特點？

軟氮化是在Fe-C-N三元共析溫度以下（530～570℃）對工件表面進行碳氮共滲的一種化學處理工藝。它以滲氮為主，同時也滲入少量的碳原子。這種處理能大幅度提高鋼件的疲勞強度、耐磨件、抗擦傷和抗咬合能力以及耐腐蝕性。

與氣體氮化相比，軟氮化具有以下特點。

（1）軟氮化處理的工藝時間短，一般為1～4h，而氣體氮化這幾十小時。這是由于軟氮化時，鋼的表面首先被碳飽和，工形成極其細小的碳化物，以這種碳化物為媒介促進氮的滲入。當低溫ε相形成后，又給低溫條件下固溶更多的碳創造了條件。所以在軟氮化過程中，滲碳和氮化是相互促進的，從而使滲速加快，工藝時間大大縮短。

（2）在軟氮化化合物層的ε相中，除含有氮以外，還含有少量的面（一般可達0.2%）。含央的ε相除了具有高的硬度、耐磨、耐腐蝕和抗疲勞性能外，還有一定的韌性，因而軟氮化所形成的白亮層一般脆性較小。

（3）氣體氮化（指抗磨氮化）只適用于特殊的氮化鋼，而軟氮化不受被處理材料的限制，可廣泛用于碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、不銹鋼、鑄鐵、粉末冶金材料等。

272軟氮化滲層形成的機理及組織特點如何？

（1）機理

軟氮化與其它化學熱處理一產，也由分解、吸收、擴散三個基本過程所組成。在軟氮化過程中，滲劑不斷發生分解，產生出活性氮原子，這此活性原子被吸附到工件表面并擴散滲入到鋼中。

軟氮化溫度一般為570℃左右，因為Fe-N-C三元狀態圖中的三元共析點為565℃，在這一溫度下，γ-Fe對氮具有最大的溶解度，正是由于央在α-Fe中的溶解度遠比氮γ-Fe中的溶解度小，所以鋼的表面首先被碳飽和，形成許多超顯微的碳化物，以這種碳化物為媒介，促進了氮化物的形記敘氮的滲入，使滲層組織由表及里依欠為ε相化合物層及擴散層。ε相能溶解較多的碳，最高可達3.8%，它的形成又給碳原子的滲入創造了條件，因此在軟氮化過程中，氮化和滲面是相互促進的。隨著時間的延長，氮、碳原子就會同時向工件內中擴散。由于碳在α-Fe中的溶解度很小，濃度楷度小，擴散層很少，因而滲層的形成實際上主要通過氮的擴散來形成一定深度的含氮擴散層。

（3）組織特點

面鋼軟氮化后的組織由白亮的化合物層（10～20μm）和暗黑色的擴散層（0.1~1.0mm）組成。化合物層主要是ε相（Fe₃～₃N）和γ’相（Fe₄N），在光學顯微鏡下通過分辨不出來，只能見到一層“白亮層”。合金鋼軟氮化后，表面也是得到由ε相和γ’相組成的白亮化合物層。

化合物的外緣有時有一多孔疏松層，疏松層的硬度明顯降低，在氣體軟氮化溫度偏高、時間過長和氣氛活性太強（如催滲氣體軟氮化）條件下，疏松層較為明顯；在正常情況下，疏松層不明顯，一般表面均為結婚致密的白亮化合物層。

軟氮化后急冷，碳鋼的擴散層主要是含氮過飽和的α固溶體，由于碳鋼氣體軟氮化后擴散層硬度不高，擴散層中過飽和的氮，乃是提高碳鋼疲勞強度的重要在素。對于含有Cr、Mo、V、Al、Ti等元素的合金鋼，除白亮化合物層中存在著合金元素的氮化物外，在擴散怪還有許多呈彌散分布的合金氮化物（如ALN、CrN、VN、MoN、TiN等）存在。它們起彌散硬化作用，能顯著提高白亮化合物層和擴散層的硬度；但同時也阻礙氮原子的擴散，從而降低了氮化速度。如果共滲處理后緩慢冷卻，α固溶體中將有針狀γ’相析出，生產中常據此確定擴散層的深度。

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