软氮化处理与渗氮处理有什么区别？

1. 工艺原理与渗入元素

• 渗氮（氮化）：
  主要向工件表面渗入氮元素，通过氮与铁及合金元素（如 Cr、Mo、Al 等）形成氮化物（如 AlN、CrN 等），强化表面。
  常见工艺有气体渗氮（氨气分解）、离子渗氮等，核心是纯氮的扩散与反应。
• 软氮化（氮碳共渗）：
  同时向表面渗入氮和少量碳（碳含量通常较低），属于氮碳共渗的一种（低温型）。
  碳的加入会促进氮的扩散，同时形成含碳的氮化物（如 Fe₄N₁₋ₓCₓ），优化表面层结构。

2. 处理温度与时间

• 渗氮：
  温度较高，通常在500~590℃（合金结构钢常用 500~560℃，工具钢可达 590℃），以保证氮在钢中的充分扩散。
  处理时间长，一般10~100 小时（根据渗层深度要求，深层渗氮需数十小时）。
• 软氮化：
  温度较低，通常在500~600℃（多数为 550~580℃），属于低温处理。
  时间短，一般1~6 小时（效率远高于渗氮）。

3. 表面层结构与性能

• 渗氮：
• 表面层由化合物层（白亮层，如 Fe₂N、Fe₄N） 和扩散层（氮固溶体 + 合金氮化物） 组成，化合物层较薄（通常 5~20μm），扩散层较厚（可达 0.1~0.6mm）。
• 表面硬度高（合金 steel 可达 800~1200 HV），耐磨性、抗疲劳性优异，但脆性略高（化合物层硬而脆）。
• 软氮化：
• 表面层以含碳氮化物（如 ε 相，Fe₂₋₃(N,C)） 为主，化合物层较厚（10~30μm），扩散层较薄（通常＜0.1mm）。
• 表面硬度中等（500~900 HV），但韧性更好（ε 相塑性较高），抗咬合性、减摩性更优，脆性低于渗氮。

4. 变形与适用材料

• 渗氮：
  温度较高（虽低于淬火，但仍属中温），且时间长，工件变形量较大（但小于淬火），需预留加工余量。
  更适合含合金元素（Cr、Mo、Al 等）的钢种（如 38CrMoAl），利用合金氮化物强化，普通碳钢渗氮效果差。
• 软氮化：
  温度低、时间短，工件变形极小（接近 “无变形”），适合精密零件（如齿轮、量具）。
  适用材料广泛，不仅适用于合金钢，也可用于碳钢、铸铁等，普通材料经软氮化后性能提升明显。

5. 应用场景

• 渗氮：
  适用于要求高耐磨性、高疲劳强度且允许一定变形的零件，如高速齿轮、主轴、模具型腔等。
• 软氮化：
  适用于对变形敏感、要求减摩抗咬合的零件，如滑动轴承、活塞环、精密工具等，尤其适合批量生产的中小型零件。