渗氮组织缺陷-化合物层疏松

在氮化特别是氮碳共渗后，渗层的化合物层出现细小分布的微孔或者孔洞，这些孔洞或微孔，在金相显微镜下可直接从未经腐蚀的氮化层金相试片上观察到。由于微孔的大小、数量和分布的不同，对性能的影响也不同。《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验》标准（GB11354－89）中主要根据表面化合物层内微孔的形状、数量和密集程度将疏松分为5级。如表1所示。一般零件经渗氮后，表面疏松允许到3级，4和5级不合格。因为4、5级具有较大的脆性，易起皮剥落。

表1   渗氮层疏松级别
级别 渗氮层疏松级别说明
1 化合物层致密，表面无微孔
2 化合物层致密，表面有少量细点状微孔
3 化合物层微孔密集成点状孔隙，由表面及里逐渐减少
4 微孔占化合物层2/3以上，部分微孔聚集分布
5 微孔占化合物层3/4以上，部分呈孔洞密集分布

化合物层疏松多发生在氮碳共渗或高氮热长时间气体渗氮的情况下。

试验证明，液体氮碳共渗时，由于氮势高，渗速快，特别是新配的盐浴开始使用时，疏松较为严重。随着使用时间的延长，氮热的降低，疏松程度相应降低。生产实际中发现，化合物层中的疏松与盐浴内生成的亚铁氰酸盐（Na、[Fe（CN）6]）有关，且疏松随着盐浴内所产生的亚铁氰酸盐含量的增大而增加。

气体氮碳共渗的化合物层疏松，是由于亚稳定的高氮相在氮化过程中发生分解，析出氮分子而留下气孔。生产实践发现，疏松层的形成与不同炉气成分的混合比和处理温度有关。当炉气中NH3含量超过某一数值时，开始出现多孔性的表面，随着炉气中NH3含量的继续增加，疏松程度就越严重。随着处理温度的提高，NH3分解率变化，氮势提高，表面疏松程度增加。

气体渗氮时，化合物层出现疏松与氨气纯度、渗层中平均氮浓度有关。如氨气中含有水分，渗层中氮浓度过高，均易产生疏松。

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