金屬材料常見滲氮缺陷及其原因主要有以下幾方面:
(1)硬度偏低。生產實踐中,工件滲氮后其表面硬度有時達不到工藝規定的要求,輕者可以返工,重者則造成報廢。造成硬度偏低的原因通常有:
1)設備方面。如系統漏氣造成氧化。
2)材料方面。如材料選擇不合理。
3)前期熱處理。如基體硬度太低,表面脫碳嚴重等。
4)工件預處理不徹底。如進爐前的清潔方式不當及清潔度不夠。
5)工藝方面。如滲氮溫度過高或過低,時間短或氮濃度不足等。
(2)硬度和滲層不均勻。主要原因有:裝爐方式不合理,氣壓調節不當,滲氮處理期間溫度不均勻,爐內氣流不合理。
(3)滲氮后零件變形過大。雖然變形是難以避免的,但是對易變形件,采取以下措施有利于減小變形:
1)滲氮前應進行穩定化處理。
2)滲氮過程中的升、降溫速度應緩慢。
3)保溫階段盡量使工件各處的溫度均勻一致,對變形要求嚴格的工件,在工藝范圍內盡可能采用較低的滲氮溫度。
(4)外觀顏色有差別。不同材質的零件經滲氮處理后表面顏色是略有區別的,零件出爐后首先用肉眼檢查外觀質量,鋼件經滲氮處理后表面通常呈銀灰(藍黑)色或暗灰色,鈦及鈦合金件表面應呈金黃色。
(5)脈狀氮化物。滲氮(特別是離子滲氮)易出現脈狀氮化物,即擴散層與表面平行走向呈白色波紋狀的氮化物。一般認為與合金元素在晶界偏聚及氮原子的擴散有關,因此,控制合金元素偏聚的措施均有利于減輕脈狀氮化物的形成。工藝參數方面,滲氮溫度越高,保溫時間越長,越易促進脈狀組織的形成。如工件的棱角處,因滲氮溫度相對較高,脈狀組織比其他部位嚴重得多。