5Cr21Mn9Ni4N(气体软氮化)金相图

图1(500×)

 材料：5Cr21Mn9Ni4N

工艺情况：气体软氮化

浸蚀方法：苦味酸、盐酸水溶液浸蚀

组织说明：最外表面为氮化合物层(有疏松现象)，厚度为10/μm，次表层为渗氮扩散层，渗氮层总深度为20/μm。基体组织为甚细的奥氏体晶粒，其上分布有细小的碳化物颗粒。

5Cr21Mn9Ni4N是重要的发动机气阀用钢，美国牌号为21-4N。它是以锰代替部分镍，添加氮稳定奥氏体的奥氏体型耐热钢。该钢本身具有优良的热强性、耐蚀性，被称为发动机气阀专用优质钢。气阀表面被氮化处理后，具有更佳的耐磨性、耐腐蚀性及抗疲劳性能。

图2(500×)

 材料：5Cr21Mn9Ni4N

工艺情况：气体软氮化

浸蚀方法：苦味酸盐酸水溶液浸蚀

组织说明：最外表面为氮化合物层(存在着疏松)，厚度为0.12μm，向内为渗氮扩散层，渗氮层总深度为22μm。基体组织为奥氏体，晶粒十分细小，其中分布有碳化物颗粒。

排气阀在高温燃气的侵袭下工作，对气阀材料的要求十分苛刻，将气阀在固溶强化工艺和时效析出工艺以后，采用表面处理工艺施以渗氮，使用效果更为优良。

气阀的氮化处理工艺一般可以采用气体软氮化，氮化的温度通常为520～570℃，氮化时间控制在4h左右。当然也可离子渗氮。离子氮化生产周期短，仅为气体氮化的1/2～1/5，氮化层的质量好，脆性低，而且工件的变形量也更小。