1. 不銹鋼應該怎樣氮化處理
氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。經氮化處理的製品具有優異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。
簡介
傳統的合金鋼料中之鋁、鉻、釩及鉬元素對滲氮甚有幫助。這些元素在滲氮溫度中，與初生態的氮原子接觸時，就生成安定的氮化物。尤其是鉬元素，不僅作為生成氮化物元素，亦作為降低在滲氮溫度時所發生的脆性。其他合金鋼中的元素，如鎳、銅、硅、錳等，對滲氮特性並無多大的幫助。一般而言，如果鋼料中含有一種或多種的氮化物生成元素，氮化後的效果比較良好。其中鋁是最強的氮化物元素，含有0.85～1.5%鋁的滲氮結果最佳。在含鉻的鉻鋼而言，如果有足夠的含量，亦可得到很好的效果。但沒有含合金的碳鋼，因其生成的滲氮層很脆，容易剝落，不適合作為滲氮鋼。
一般常用的滲氮鋼有六種如下：
（1）含鋁元素的低合金鋼（標准滲氮鋼）
（2）含鉻元素的中碳低合金鋼 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）熱作模具鋼（含約5%之鉻） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13
（4）鐵素體及馬氏體系不銹鋼 SAE 400系
（5）奧氏體系不銹鋼 SAE 300系
（6）析出硬化型不銹鋼 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等
含鋁的標准滲氮鋼，在氮化後雖可得到很高的硬度及高耐磨的表層，但其硬化層亦很脆。相反的，含鉻的低合金鋼硬度較低，但硬化層即比較有韌性，其表面亦有相當的耐磨性及耐束心性。因此選用材料時，宜注意材料之特徵，充分利用其優點，俾符合零件之功能。至於工具鋼如H11（SKD61）D2（SKD – 11），即有高表面硬度及高心部強度。
技術流程
滲氮前的零件表面清洗
大部分零件，可以使用氣體去油法去油後立刻滲氮。部分零件也需要用汽油清洗比較好，但在滲氮前之最後加工方法若採用拋光、研磨、磨光等，即可能產生阻礙滲氮的表面層，致使滲氮後，氮化層不均勻或發生彎曲等缺陷。此時宜採用下列二種方法之一去除表面層。第一種方法在滲氮前首先以氣體去油。然後使用氧化鋁粉將表面作abrasive cleaning 。第二種方法即將表面加以磷酸皮膜處理（phosphate coating）。
滲氮爐的排除空氣
將被處理零件置於滲氮爐中，並將爐蓋密封後即可加熱，但加熱至150℃以前須作爐內排除空氣工作。
排除爐內的主要功用是防止氨氣分解時與空氣接觸而發生爆炸性氣體，及防止被處理物及支架的表面氧化。其所使用的氣體即有氨氣及氮氣二種。
排除爐內空氣的要領如下：
①被處理零件裝妥後將爐蓋封好，開始通無水氨氣，其流量盡量可能多。
②將加熱爐之自動溫度控制設定在150℃並開始加熱（注意爐溫不能高於150℃）。
③爐中之空氣排除至10%以下，或排出之氣體含90%以上之NH3時，再將爐溫升高至滲氮溫度。
氨的分解率
滲氮是鋪及其他合金元素與初生態的氮接觸而進行，但初生態氮的產生，即因氨氣與加熱中的鋼料接觸時鋼料本身成為觸媒而促進氨之分解。
雖然在各種分解率的氨氣下，皆可滲氮，但一般皆採用15～30%的分解率，並按滲氮所需厚度至少保持4～10小時，處理溫度即保持在520℃左右。
冷卻
大部份的工業用滲氮爐皆具有熱交換機，以期在滲氮工作完成後加以急速冷卻加熱爐及被處理零件。即滲氮完成後，將加熱電源關閉，使爐溫降低約50℃，然後將氨的流量增加一倍後開始啟開熱交換機。此時須注意觀察接在排氣管上玻璃瓶中，是否有氣泡溢出，以確認爐內之正壓。等候導入爐中的氨氣安定後，即可減少氨的流量至保持爐中正壓為止。當爐溫下降至150℃以下時，即使用前面所述之排除爐內氣體法，導入空氣或氮氣後方可啟開爐蓋。
氣體氮化
氣體氮化系於1923年由德國AF ry 所發表，將工件置於爐內，利NH3氣直接輸進500～550℃的氮化爐內，保持20～100小時，使NH3氣分解為原子狀態的（N）氣與（H）氣而進行滲氮處理，在使鋼的表面產生耐磨、耐腐蝕之化合物層為主要目的，其厚度約為0.02～0.02m/m，其性質極硬Hv 1000～1200，又極脆，NH3之分解率視流量的大小與溫度的高低而有所改變，流量愈大則分解度愈低，流量愈小則分解率愈高，溫度愈高分解率愈高，溫度愈低分解率亦愈低，NH3氣在570℃時經熱分解如下：
NH3 →〔N〕Fe + 3/2 H2
經分解出來的N，隨而擴散進入鋼的表面形成。相的Fe2 - 3N氣體滲氮，一般缺點為硬化層薄而氮化處理時間長。
氣體氮化因分解NH3進行滲氮效率低，故一般均固定選用適用於氮化之鋼種，如含有Al，Cr，Mo等氮化元素，否則氮化幾無法進行，一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以強韌化處理又稱調質因Al，Cr，Mo等皆為提高變態點溫度之元素，故淬火溫度高，回火溫度亦較普通之構造用合金鋼高，此乃在氮化溫度長時間加熱之間，發生回火脆性，故預先施以調質強韌化處理。NH3氣體氮化，因為時間長表面粗糙，硬而較脆不易研磨，而且時間長不經濟，用於塑膠射出形機的送料管及螺旋桿的氮化。
液體氮化
液體軟氮化主要不同是在氮化層里之有Fe3Nε相，Fe4Nr相存在而不含Fe2Nξ相氮化物，ξ相化合物硬脆在氮化處理上是不良於韌性的氮化物，液體軟氮化的方法是將被處理工件，先除銹，脫脂，預熱後再置於氮化坩堝內，坩堝內是以TF – 1為主鹽劑，被加溫到560～600℃處理數分至數小時，依工件所受外力負荷大小，而決定氮化層深度，在處理中，必須在坩堝底部通入一支空氣管以一定量之空氣氮化鹽劑分解為CN或CNO，滲透擴散至工作表面，使工件表面最外層化合物8～9%wt的N及少量的C及擴散層，氮原子擴散入α – Fe基地中使鋼件更具耐疲勞性，氮化期間由於CNO之分解消耗，所以不斷要在6～8小時處理中化驗鹽劑成份，以便調整空氣量或加入新的鹽劑。
液體軟氮化處理用的材料為鐵金屬，氮化後的表面硬度以含有 Al，Cr，Mo，Ti元素者硬度較高，而其含金量愈多而氮化深度愈淺，如炭素鋼Hv 350～650，不銹鋼Hv 1000～1200，氮化鋼Hv 800～1100。
液體軟氮化適用於耐磨及耐疲勞等汽車零件，縫衣機、照相機等如氣缸套處理，氣門閥處理、活塞筒處理及不易變形的模具處。採用液體軟氮化的國家，西歐各國、美國、蘇俄、日本。
離子氮化
此一方法為將一工件放置於氮化爐內，預先將爐內抽成真空達10-2～10-3 Torr（㎜Hg）後導入N2氣體或N2 + H2之混合氣體，調整爐內達1～10 Torr，將爐體接上陽極，工件接上陰極，兩極間通以數百伏之直流電壓，此時爐內之N2氣體則發生光輝放電成正離子，向工作表面移動，在瞬間陰極電壓急劇下降，使正離子以高速沖向陰極表面，將動能轉變為氣能，使得工件表面溫度得以上升，因氮離子的沖擊後將工件表面打出Fe.C.O.等元素飛濺出來與氮離子結合成FeN，由此氮化鐵逐漸被吸附在工件上而產生氮化作用，離子氮化在基本上是採用氮氣，但若添加碳化氫系氣體則可作離子軟氮化處理，但一般統稱離子氮化處理，工件表面氮氣濃度可改變爐內充填的混合氣體（N2 + H2）的分壓比調節得之，純離子氮化時，在工作表面得單相的r′（Fe4N）組織含N量在5.7～6.1%wt，厚層在10μn以內，此化合物層強韌而非多孔質層，不易脫落，由於氮化鐵不斷的被工件吸附並擴散至內部，由表面至內部的組織即為FeN → Fe2N → Fe3N→ Fe4N順序變化，單相ε（Fe3N）含N量在5.7～11.0%wt，單相ξ（Fe2N）含N量在11.0～11.35%wt，離子氮化首先生成r相再添加碳化氫氣系時使其變成ε相之化合物層與擴散層，由於擴散層的增加對疲勞強度的增加有很多助。而蝕性以ε相最佳。
離子氮化處理的度可從350℃開始，由於考慮到材質及其相關機械性質的選用處理時間可由數分鍾以致於長時間的處理，本法與過去利用熱分解方化學反應而氮化的處理法不同，本法系利用高離子能之故，過去認為難處理的不銹鋼、鈦、鈷等材料也能簡單的施以優秀的表面硬化處理
2. 軟氮化產品金相檢驗使用哪個標准拜託各位大神
軟氮化實際上就是氮碳共滲，因此軟氮化產品金相檢驗應使用GB 11354-2005 《鋼鐵零件 滲氮層深度測定和金相組織檢驗》標准檢驗。 查看原帖>>
3. 如何看金相組織怎麼識別金相上的組織。。。。
如果樓主是一個未入門的金相、熱處理人員，建議樓主先看完一本《金屬學與熱處理》，然後在看一本《金相檢驗》。然後，在針對具體問題來論壇參加交流和學習。
4. 1Cr11Ni2W2MoVE不銹鋼氮化後金相組織氮化層出現黑色晶界，且有顯微裂紋。求解決方法。
請把滲氮工藝參數溫度、時間、氮化工藝，幾段氮化、氨分解率等提供出來，這樣別人才能夠更好地分析原因
5. 怎麼做304不銹鋼的金相試驗，怎麼去判斷結果。
取樣，粗磨，細磨，拋光，酒精清洗組織表面，腐蝕，酒精清洗，清水沖洗。
腐蝕劑一般內用王水或者三氯化鐵容試劑。有條件的電解腐蝕。
顯微鏡下觀察組織，查看金相圖譜。對比標准圖譜判斷304不銹鋼組織是否合各。
具體過程在網上搜索一下式樣制備過程。在看一下有關金相的國家標准。
6. 工件氮化後如何檢驗白亮層厚度
我們是鑲嵌後用金相顯微鏡看白亮層厚度，鹽浴氮化要求＜15μm，氣體氮化要求＜12μm。
7. 【求助】你知道不銹鋼看金相用什麼腐蝕液嗎
奧氏體不銹鋼最好的電解腐蝕劑是10%鉻酸酐水溶液，合金太高用硝酸（濃度可調）電解腐蝕
雙相不銹鋼的多用40%KOH水溶液電解腐蝕鐵素體不銹鋼選擇比較廣
8. 求分析不銹鋼的金相組織
不來銹鋼按金相組織自和熱處理特徵分類，基本上可分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、沉澱硬化型、鐵素體一奧氏體型(即本書中的雙相不銹鋼)等五種類型。這里需要說明的是:有些不銹鋼，如1Crl3 ，加熱快冷後的金相組織是在馬氏體基體上含有少量鐵素體;9Cr18加熱並快冷後，金相組織是在馬氏體基 體上含有少量碳化物;OCrl3Ni4Mo加熱快冷後，金相組織是在 馬氏體基體上含有少量奧氏體;ZGl Cr18Ni9加熱快冷後的金相 組織是在奧氏體基體上含有少量鐵素體等，本書對它們都是以所獲得的基體組織為准分別歸屬馬氏體型或奧氏體型不銹鋼，而不在雙相不銹鋼范圍之內，本書中的雙相不銹鋼特指高溫加熱後快速冷卻到室溫，同時獲得鐵素體和奧氏體兩相組織的不銹鋼，且其中一相含量不低於25%。
這五類不銹鋼在成分，金相組織，耐腐蝕性，可達到的力學性能及熱處理方式等方面各有不同。
9. 請問如何選擇各種不銹鋼的金相腐蝕液
常用浸蝕劑可參考下表：
成 分 工 作 條 件 用 途
硝酸 1~5mL ，酒精 100mL 幾秒--1min 碳鋼、合金鋼、鑄鐵
苦味酸 4g ，酒精 100mL 幾秒--幾分鍾 顯示細微組織
鹽酸 5mL ，苦味酸 1g ，酒精 100mL 幾秒--1min ， 15min 奧氏體晶粒，回火馬氏體
鹽酸 15mL ，酒精 100mL 幾分鍾 氧化法晶粒度
硫酸銅 4g ，鹽酸 20mL ，水 20mL 浸入法 不銹鋼，氮化層
苦味酸 2g ，氫氧化鈉 25g ，水 100mL 煮沸 15min 滲碳體染色，鐵素體不染色
鹽酸 3 份，硝酸 1 份 靜置 24h 浸入法 奧氏體及鉻鎳合金
鹽酸 10mL ，硝酸 3mL ，酒精 100mL 2--10min 高速鋼
苦味酸 3~ 5g ，酒精 100mL 浸入法 10--20min 鋁合金
氫氟酸 2mL,鹽酸 3mL,硝酸 5mL,水 95mL 浸蝕法5~10分鍾 鋁材及鋁合金材料
鹽酸 10mL ，硝酸 10mL < 70 ℃ 銅合金
鹽酸 2~5mL ，酒精 100mL 幾秒--幾分鍾 巴氏合金
氯化鐵 5g ，鹽酸 50mL ，水 100mL 幾秒--幾分鍾 純銅、黃銅、青銅
鹽酸 2mL ，水 100mL 室溫 鎂合金
硝酸 10mL ，鹽酸 25mL ，水 200mL > 1min 鉛及鉛錫合金
30%雙氧水，20%氨水 1：1混合 5~6秒 銀及合金