滲氮變形是指下列兩種情況,一是尺寸的變化(膨脹),二是形狀變化(扭曲、變形)。尺寸變化是由于滲氮時(shí)工件表層吸收了氮原子,原始組織的晶格常數(shù)增大,或生成各種氮化物。從宏觀來看,即表現(xiàn)為表層體積的略微增加。所以工件尺寸也略有增大,即“滲氮膨脹”的現(xiàn)象。滲氮時(shí)尺寸脹大量取決于零件表層的吸氮量,因此材料中合金元素含量多,滲氮溫度高,時(shí)間長,滲氮?dú)夥盏獎(jiǎng)莞叩染斐奢^大的吸氮量。由于離子滲氮中陰極濺射使尺寸縮小,因而抵消了一部分滲氮膨脹量。而且,隨著處理時(shí)間的延長,甚至?xí)沽慵闹亓吭黾勇首優(yōu)樨?fù)值。因此離子滲氮的膨脹量要比氣體滲氮小。
零件滲氮后發(fā)生形狀變化(扭曲、變形)是由于原來存在的內(nèi)應(yīng)力(組織應(yīng)力、熱應(yīng)力及殘余應(yīng)力)松弛和重新分布以及滲層體積膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力所致。因此,凡是能影響內(nèi)應(yīng)力分布的因素都可能使零件滲氮后出現(xiàn)形狀扭曲、變形。生產(chǎn)實(shí)踐及試驗(yàn)證明,下列因素對(duì)滲氮變形有影響:零件幾何形狀的對(duì)稱性,滲氮層與心部厚度的尺寸比,零件橫截面的變化,滲氮鋼的化學(xué)成分,去應(yīng)力處理效果及其后的機(jī)械加工應(yīng)力,滲氮時(shí)零件的擺放,滲氮工藝規(guī)范及操作過程中升溫速度及零件溫度的均勻性等。由于對(duì)變形的影響因素多,變形規(guī)律復(fù)雜,具體零件的變形規(guī)律和數(shù)據(jù)應(yīng)該在生產(chǎn)實(shí)踐中積累,并加以控制。
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