王文婷，车永平，朱鹏凯，黄太伟

(陕西法士特汽车传动工程研究院，陕西 西安 710077)

一般情况下，用于渗氮处理的材料多为40Cr、42CrMo、38CrMoAlA钢等含碳量较高的材料[1-3]，国标中渗氮零件的检验标准也是针对此类材料编写。

根据国外零件图纸发现，20MnCr5HHA材料经过渗氮处理后可能达到与该材料进行常规渗碳淬火工艺相近的性能要求。由于20MnCr5HHA材料通常采用渗碳淬火工艺[4]，在此之前从未进行过渗氮处理，且现有文献并无此类的研究，因此并不明确国外图纸中所给出的这种工艺是否合理。同时，随着渗氮工艺中稀土催渗技术的广泛应用[5-6]，同一零件采用渗氮工艺的时间甚至可能逐渐接近于渗碳工艺。为了验证20MnCr5HHA材料是否存在氮化的可能性，选取不同模数的两种20MnCr5HHA零件进行相同工艺的氮化试验，以求获得该材料的氮化数据，为后续可能进行的新工艺开发和不同工艺之间的成果对比做出一定的技术储备。

1 零件选择及试验方法

试验材料为20MnCr5HHA钢，化学成分如表1所示。为了验证模数对氮化效果的影响，所选零件分别为：模数为8的太阳轮A；模数为1.5的太阳轮B。

表1 20MnCr5HHA材料化学成分(质量分数，%)Table 1 The chemical composition of 20MnCr5HHAmaterial(mass fraction,%)

具体试验过程为：先将两种零件同时入炉，进行840 ℃×2 h淬火+560 ℃×3 h高温回火的调质处理；然后按照常规氮化工艺(见图1)进行氮化；在渗氮过程完成后，对氮化处理的零件进行性能检测。

图1 零件的氮化工艺Fig.1 Ntriding process of parts

2 试验结果及分析

2.1 白亮层

白亮层为氮化后零件表面出现的化合物层，一般要求其厚度≤0.02 mm。两种零件渗氮后的表面白亮层如图2所示，零件A和零件B的白亮层厚度分别为0.015 mm和0.020 mm。……