N.M.处理工艺

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定义用带有严重K偏析的钢材加工成刀片，在井式气体渗碳炉内进行固溶渗氮(在含活性N的盐溶中也有相同效果，但有污染故不用)，出炉油淬并低温回火，作为刀片最后的成品热处理。此即“含氮马氏化处理”，简称“N.M.处理”。它有两层含义：a.含氮化处理，即对工件固溶渗氮，以得到含氮的奥氏体—A_(N)；b.马氏体化处理，即将A_(N)淬火成含氮马氏体—MN)加适量含氮的残留奥氏体—A_R(N)。由于处理工艺不同，或许渗层中还保留一些过剩K，这对某些零件可提高其耐磨性，而对剪毛机刀片之类的锋利刀具则不希望存在。N能促使渗层K溶于A中，所以即使渗层还保留一些过剩K，其形态也将改变：细化、球化，网状带状偏析弱化。总之，有利于疲劳强度、耐磨性和韧性的提高。对量具等精密零件可以大大提高加工后的光洁度。N.M.处理不允许由于渗N而出现新的N化物层，否则就不是固溶渗N，就不是N.M.处理。无疑渗层中的M和A_R中还含有碳，甚至少量合金元素。但它们都是钢材本身带来的，与本工艺无关。所以本工艺仍然命名为含氮马氏体化处理。在N原子渗入时渗层中的C原子可能部分向内层转移，甚至向外脱碳(例如以氨或尿素为渗剂，炉内碳势较低时)，只要不降低硬度和耐磨性，这是允许的，不必为保持高碳势而刻意添加煤油或苯。

处理工艺刀片高温装入炉中，立即滴入渗剂(三乙醇胺、甲酰胺、尿素均可，三者氮势依次增高，而碳势则依次降低)快速排气，以防氧化脱碳。处理温度为760℃—850℃，可结合各牌号工具钢正常淬火温度进行，出炉直接油中淬火。低于750℃，刀片心部淬火不足，有托氏体；高于860℃，渗层中M_(N)太粗，A_R过多，影响性能。处理时间取15—60min，表面可得到0.03—0.10mm的K溶解层(出炉前改滴酒精5min，将炉内含氰气体排出烧尽)，少于15min K溶解层不明显，超过60min表面可能出现氮化物。对于碳工钢和低合工钢，因缺少形成高硬氮化物的元素，有时化合物的硬度还不及M_(N)高。

渗层成分与组织选用厚0.1mm，成分与刀片用钢相近的Cr03钢箔(w％C1.23，Cr0.32)同炉共渗后，测定钢箔成分为w％C 1.17—1.30，N 0.39—0.74。有的研究表明：T8钢在800℃苯加氨气氛中CN共渗，第一小时N含量可迅速达到0.8％，时间延长反而渐渐下降，而C含量则不断升高。我们的试验也证实了这点。

正常的N.M.处理层组织应该由细小M_(N)＋A_R(N)组成，对剪毛机刀片来说，要求没有过剩K，这是基于我们对刀片磨损机理研究的结果。对其它零件则可根据其服役条件、失效方式区别对待。但是消除表层粗大K及带状网状偏析则是N.M.处理必须达到的目的。

剪毛效果 N.M.处理消除了刀片表层K疵病，防止了崩刃，使刀片寿命(用每副刀片每次刃磨后剪新疆细毛羊头数表示)大幅度提高。在同等条件下经几万头羊大规模剪毛考核结果，与普通油淬相比，N.M.处理使SKS8试验刀片从3.7头／次，提高到16.2头／次；使SKS8批量生产刀片从2头／次提高到13.9头／次。这一数据略高于当年进口、有国际王牌刀片之称的某牌号刀片(13.4头／次)。而我们研制的新材料T12J刀片则为21头／次，每副刀片用至报废总剪羊头数达1000头以上。

分析讨论氮是极强烈扩大γ区的元素，能大幅度降低α—γ的转变。由Fe—C—N三元合金700℃、800℃、900℃等温截面相图(图3)可以看出，随着温度升高，γ区不断扩大，800℃时含C量0.5～1.10％的碳钢只需稍稍渗N，就可得到单一的γ_(N)，淬火后得到M_(N)。