液氮在材料熱處理中的應用

液氮是液態氮。液氮可以通過專用設備制備，也可以在制備液氧的過程中作為副產物獲得。液氮的溫度非常低，沸點為-195.8℃，可用作制冷劑。液氮也可以從液態變為氣態并變成氮氣，然后可以將氮氣作為保護氣體傳遞到熱處理爐中。在空氣中，氮的比例最大。液氮不像液氧易燃易爆。因此，液氮具有資源豐富，安全性好的優點。 1.液氮在真空熱處理中的應用真空熱處理是國內外比較先進的熱處理方法。在真空熱處理中，氮通常是不可分割的。例如，在真空爐中加熱鋼鐵零件時，如果真空度太高，為了防止工件材料中合金元素的揮發，必須在爐子中充入適量的氮氣，以達到提升爐中微量氣體的壓力。又例如，在真空加熱油淬火的真空淬火工序中，為了確保或提高淬火油的冷卻能力，需要在工件冷卻之前在真空爐中填充足夠的氮。在高壓氣體淬火過程中，有必要在高于一個大氣壓的壓力下用氮氣快速填充真空爐。在對鋼制零件進行真空回火時，必須在抽真空后再充入氮氣，以實現爐內保護氣體循環的均勻加熱以及回火后的快速冷卻。真空熱處理需要多種氮源。因為液氮的密度比氮的密度大得多，所以其體積比氮的體積小得多，這便于運輸和存儲，并且當大量供應時便宜。因此，液氮是用于真空熱處理的重要氮源之一。國外許多國外制造商使用大型的專用儲罐來存儲由液氮供應商的專用車輛運輸的液氮，并使用從液體中逐漸蒸發的氮。氮氣進行真空熱處理。他們認為使用液氮比使用瓶裝氮或氮氣更經濟。當然，使用液態氮還是向瓶裝氮氣或氮氣發生器供應氮氣是否具有成本效益，取決于當地氣體源的具體條件以及熱處理設備中使用的氮氣量。 3.液氮在材料的低溫處理中的應用精密測量工具和一些精密設備要求其組織穩定且在使用和存儲過程中不變形。這些由鋼制成的精密測量工具和設備中，有一些在淬火后保留了奧氏體。如果不消除殘留的奧氏體，則這些量規和裝置很難確保它們不變形。消除這種殘余奧氏體的有效方法是對其進行冷處理，將殘余奧氏體轉變為馬氏體，并將其回火成穩定的回火組織。一些鋁合金零件在切割或長時間存放和使用時容易變形。如果不能解決變形問題，則很容易在加工過程中引起或導致高廢品率或所售產品的質量。這些變形問題通常與由原材料或切削加工引起的殘余內應力有關。為了解決這些變形問題，有時需要高溫和低溫循環熱處理方法以消除殘余應力。毛巾包括冷處理和低于130°C的低溫處理。為了消除鋁合金零件淬火后的殘余應力，有時需要進行回硬，即對淬火的工件進行深度冷卻，然后再進行淬火。使用更快的加熱速率來提高工件的溫度，以便在淬火應力時產生相反的熱量。也有一些特殊用途的材料或產品。為了滿足在低溫環境中使用的尺寸穩定性和安全性要求，還需要對其進行冷處理或低溫處理。由于液氮的溫度為-196℃，化學穩定性也良好，因此可以直接或間接用于上述冷處理。一些形狀相對簡單，不需要擔心低溫裂紋或機械性能變化的鋁合金零件或鋼零件可以直接浸入液氮中進行低溫處理。當不能直接浸入時，可以使用液氮的揮發性氣體作為冷卻介質。液氮也可以用作制冷劑，以將裝有工件的容器（低溫箱）冷卻至所需的冷加工溫度。