山穷水尽疑无路--奥氏体不锈钢低温气体渗碳

simon chen

摘要：受公司委任，攻克316奥氏体不锈钢的低温（<500）渗碳课题
进展：经数日孜孜以研究，要攻克此难题，无非是要解决下面两个拦路虎：
     1.表面活化
     2.在此低温下产生可吸收的[C]
          第一个拦路虎在参阅中外文献后，发现其可解决的途径很多，心中微喜。但第二个难路虎貌似是真的拦路虎，刚开始考虑普通的渗碳气体，如甲醇，丙烷等，但如此低的温度，其自身的裂解尚成问题，何谈产生[C]？？所以此想法未遂，败下阵来。接下来想可以直接通CO+H2进去，但担心及迷惑有二：一是担心爆炸问题，二是迷惑此温度下能否产生可吸收的[C]，此问题也曾发帖求助过，也感谢杨工（孤鸿踏雪）各位热处理达人的解答，但未果。所以，在第二个拦路虎面前，陷入无限的迷茫与困惑以及沉思中...
Coclusion:呜呼，天要灭我？！这个项目的结果我不想只听到：absolutely impossible，但愿那位高人或达人能给指点迷津一二，让我看到本贴标题的下一句：柳暗花明又 一村来。
插曲：一日，在论坛上搜到一篇关于奥氏体不锈钢的低温固体渗碳的帖子，心中窃喜，一直关注此贴，没想到此楼主最后发表了一句成功在即后从此玩消失，遥无踪影无后文，简直无语加感叹...

zzpf2200

maybe absolutely impossible in common environment

所以因为

奥氏体不锈钢渗碳后还有防锈性能吗？

simon chen

回复 3# 所以因为


    呵呵，为什么要低温渗碳呢？目的之一就是要放锈，耐腐蚀

ZX771

回复 4# simon chen

奥氏体不锈钢低温渗碳处理温度小于550℃，渗入的碳原子固溶于奥氏体基体而不以碳化物形式析出，形成一种扩张奥氏体（expanded austenite）。因为这种扩张奥氏体的点阵常数比奥氏体基体大得多，有人将其命名为S相。这种过饱和的C固溶于奥氏体基体，产生点阵畸变，大大提高了它的硬度和磨损抗力。通常Cr的碳化物的生成温度为550℃，奥氏体不锈钢低温渗碳处理就是在低于550℃的温度下进行因此一般不形成碳化物，奥氏体不锈钢表面硬度与耐蚀性同时获得，突破奥氏体不锈钢的使用的局限性。由于所见文章只介绍动态信息提到的渗碳方法有离子法、气体法（气体+氟），但更具体的工艺参数未详同样在期待中。

simon chen

回复 5# ZX771


    感谢您的回复，此机理我已知道，现在问题就是怎么实施这个实验，人家国外都申请专利十几年了，国内居然还没有相关的研究，不能说是差距，难道咱们国内没有这个需求吗？？

luoyacao

我在一些书上读到过关于扩散的机理及应用，按楼主的想法就是如何寻求低温下渗碳的动力。我个人认为应该是采用固体渗碳的方式，在低温下化合物的裂解需要的动力不能得到有效提供，看楼主如何寻找扩散动力加快碳渗速度

simon chen

回复 7# luoyacao


    谢谢你的建议，目前我还是打算从气体渗入手，这是主流，大的框架已经有了，现在就是寻求理论的突破。打算直接通CO+H2，但现在缺少理论支持，真是为伊消得人憔悴

simon chen

希望有这方面研究的热处理达人路过时不吝赐教

dhzhou888

奥氏体不锈钢低温渗碳技术在实际工业应用中仍然存在两大必须解决的问题：1，如何高效、简便地去除奥氏体不锈钢表面的钝化膜，有利于大规模工业化生产，同时又不影响后续加工和应用；2，低温条件下，碳原子在奥氏体不锈钢中的扩散系数很小，必须开发实用的催渗技术，加快奥氏体不锈钢低温渗碳过程，从而提高生产效率。目前应用于奥氏体不锈钢低温渗碳工艺方法主要有三中：离子法、常规气体法和盐浴法。见http://www.rclbbs.com/viewthread ... F8%CC%BC&page=3

simon chen

回复 10# dhzhou888


    周老推荐的这个帖子我以前已经看过。如果说是奥氏体不锈钢的低温氮化的话，温度在400度左右，不用催渗剂，周老感觉实现的可能性大不？

simon chen

奥氏体低温氮化有没有那位达人做过？针对奥氏体不锈钢的

一张餐巾纸

simon chen朋友好！
    关于奥氏体不锈钢的低温渗碳问题，看来你是下了决心要突破这一项技术，对此表示尊敬并预祝成功！
    关于这一类属于比较前沿的技术问题，我有如下看法，仅供参考。
    1，此项技术的相关信息在‘热处理’2003年的杂志上已有报道（详情转载于下面的附件中），报道‘编后’讲的很清楚：‘关于这方面的成果，读者如需要进一步了解，可与我编辑部联系。’这就是说，该刊物编辑部可能掌握着更详细的有实施该技术的有价值的信息，但不宜向大众公布。
    2，如果国内有学者或科技人员已经突破了其中的核心技术，他只会公布成果中的结果，不会公布实施方法，也有可能完全处于保密状态，因为这是有价信息，在相互没有任何信任的条件下（看你自己对别人，连性别都保密），你的求帖很可能难以获得无私的帮助。
    3，你提出的该技术的难点和主攻方向无疑是正确的，可见基本功相当扎实，再者，要做的事情是跟着别人后面走，只要用智慧去思考问题，成功的希望很大！
    4，你要解决这个问题，应当有较为适合的通用性较好的炉型做配合。问题得到解决后，应当不会很复杂，甚至很简单；但对其核心技术部分尚未知晓的时候，摸索过程却相当辛苦，也很费钱 ！不要指望一举成功。
     5，我们过去从国外搞引进太多，而国内彼此间挖墙脚、偷情报是习以为常的事，好多人都吃惯了‘现成饭’；殊不知，自主创新精神却大大弱化了，这也是许多中小企业存活率较低或个人进步缓慢的原因之一。我觉得还是自己多发挥才能、亲自多做实验来解决问题，这种能力叫‘软实力’，那才是一个人最宝贵的财富。期待听到你的好消息！
    如有不合胃口之处，请见谅，也可批驳。

simon chen

回复 13# 一张餐巾纸


    前辈一席话，晚辈感激淋涕。不敢说是雪中送炭，也是我马拉松式的长跑中前辈给予的一瓶水。
1.关于这个项目，我打算和低温渗氮一起进行，就是说买个设备既能做低温渗碳也能做低温氮化
2.正如前辈所说，有些东西求人不如求己，正如观音庙中一人看见菩萨正跪下给自己的塑像烧香祷告，问之，答曰：求人不如求己
3.设备的选型也很是头疼，初步打算先买个一般的井式氮化炉，然后在其基础上稍作给进，让其合适做低温氮化，这方面，前辈如有高见，期盼略微指点一二，感激万分
4.设备这方面，大家可以谈谈自己的看法，比如怎么改造，选什么样的比较好，先谢过

qibao9891

如果知道专利全称就好了。可以到专利查询网站上查询，专利里面的工艺参数应该比较全。这个在家里上网就办了。

如果专利过期了或弃权了，因地制宜一下就行了。发明专利正常缴费保护二十年，都十几年了缴费的耐心应该差不多了。

从一张餐巾纸大侠提供的资料来看，至少可以查到英国、法国、日本的三个低温渗碳专利。
先查英国的，最后查日本的，日本专利号比较混乱，可能不好查。查到后一般都能免费下载全文到一个PDF文件，然后找个朋友翻译下。

simon chen

回复 15# qibao9891


    感谢你的参与，我已经看了美国相关的专利，包括低温渗碳和渗氮，渗碳的那个是swagelok公司的专利。一些参数我大概知道，现在迷惑的是理论上的突破，何况专利里面对一些核心的东西我想应该是没有说出来的

qibao9891

实际上已经又一村了，只是楼主不说而已。实施方面没有大碍，多试几次少试几次的问题。只是理论方面多少有些欠缺。

方便把美国专利翻译后的传上来吗？实在不行英文的也行。
坛子里这么多大佬，看看能否“下一村”？

simon chen

我个人觉得在具体动手之前，最好是在理论上是能讲的通的，这样的话，成功的几率就会变得比较大，我想做任何事都是这样，不能盲目的就开始干，三思而后行

simon chen

预抽真空的氮化炉和一般的氮化炉有什么优势？？最近考虑买设备的事情

一张餐巾纸

抽真空泵的应用具有控制低炉压、进行脉冲调压和快速换气多种功能。
     仅拿用抽真空换气来说，例如，原始炉罐中是空气，第一次抽气至－0.09MPa，然后把工作炉气充入炉罐至0MPa，此时炉罐内的残余空气为10％；第二次同样抽－充换气后，残余空气为1％，第三次换气后为0.1％。
     如果用通入3倍炉罐容积的工作气（即耗气量与上面相同）排出炉罐内的空气的方法，这时残余空气量为5％。如果要使炉罐内的残余空气量减少到0.1％，得通入约7倍炉罐容积的工作气，也就是说，此情况下耗气量要多1倍多。
     这在对残余气体要求不严格情况下，两种换气方法只是真空法较为简便快捷而已，而对那些不允许有过量残余气发生干扰的情况下，抽真空法在省时省气方面就优越得多。