题目：气体氮化催渗工艺研究

在航空、航天等领域中，为了能够进一步提高零件的使用寿命，常采用表面强化处理技术。如气体氮化处理过的零件，不仅可以获得高的表面硬度，而且表面的耐磨性、耐蚀性也得到提高，且工艺简便，设备投资成本较低。但是常规的气体氮化处理存在生产效率低，渗层质量不稳定等问题。因此研究一种提高氮化渗速和氮化层质量的气体氮化催渗工艺是非常重要的。

本文通过对结构钢气体氮化催渗工艺的实验研究，探讨了气体氮化催渗工艺对渗层组织性能的影响，工艺在工厂得到了应用，并取得了良好的效果。

实验发现，温度是影响常规氮化速度的主要因数之一。30Cr3MoA钢在490℃保温20h分解率为20%-30%的条件下氮化时，渗速较慢（层深只有0.14mm），达不到快速氮化的要求。在520℃保温20h常规氮化时，渗速可以加快（层深为0.30mm），但渗层组织中出现网状氮化物，这不符合航标HB5022中的要求，在500℃保温20h气体氮化时，渗速适中（层深为0.17mm），渗层组织中无网状氮化物，达到了航标HB5022的要求。

采用预氧化催渗气体氮化工艺，可以提高氮化速度，结构钢在500℃保温20h，氨气分解率20%-30%时，经过预氧化催渗气体氮化处理后的层深比常规气体氮化的要深（预氧化氮化为0.18-0.20mm；常规氮化为0.16-0.18mm），预氧化催渗气体氮化表面硬度为876-973HV，而常规氮化为850-949HV。并且氮化层金相组织中白亮层比常规气体氮化的要致密，从而提高氮化层的耐蚀性。

采用氯化铵催渗气体氮化工艺可以显著提高结构钢的氮化速度，在500℃，保温20h，氨气分解率20%-30%时，经过氯化铵催渗气体氮化后，层深比常规气体氮化和预氧化催渗气体氮化的要深（氯化铵氮化层深为0.20-0.22mm），表面硬度比常规气体氮化和预氧化催渗气体氮化的高（氯化铵氮化层为903-984 HV），氮化层金相组织中白亮层比常规气体氮化和预氧化气体氮化的更加致密，其氮化层更加耐蚀。这些说明与氯化铵催渗工艺中的活性氮原子的渗入促进气体氮化过程有关。