环形锻件碳氮共渗的渗层缺陷

       环形锻件碳氮共渗工艺控制不当，常会在共渗层中出现表层黑色组织、黑相，网状组织和过渡区黑带等缺陷。表层黑色组织本质上是与渗碳表层的非马氏体组织性质相似。

       1.黑相。

       黑相分布在渗层表面，试样抛光后未经腐蚀就可以看到孤立呈小块或沿晶界分布。关于黑相的本质有几种说法：（1）从固溶体中析出分子氮，积聚压力而形成之显微孔洞或裂缝。（2）充填石墨之显微孔洞。（3）尖晶石型复杂氧化物。（4）具有六方晶格之碳、氮、氧化物等。

       2.网状组织。

       网状组织是共渗层中常见的缺陷，常在冷却速度低的大、厚截面处出现。淬火冷却速度、渗层氮含量和环形锻件材质是影响网状组织形成的主要因素。网状组织主要是在冷却过程中形成，所以采用快速淬火油或加快油循环速度。均能有效地减轻网状组织。共渗时增加氮气供给量，使渗层氮浓度增加，网状组织出现的几率便提高。

       3.过渡区黑带。

       当共渗后淬火冷却速度不足时，在渗层与心部交界之过渡区往往出现呈散块状之黑色组织，严重时连接成带。在电镜下观察，黑带区见到了很典型的屈氏体组织，硬度下降，并且数据特别分散，这是由于黑带区实际上包含了屈氏体、少量贝氏体和马氏体等多种组织的混合。

       当存在严重过渡区黑带时，弯曲疲劳强度下降60%-70%，更严重的是降低环形锻件接触疲劳强度。

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