용융염로는 정밀한 열화학 반응기 역할을 합니다. AISI 304 스테인리스강을 아질산나트륨(NaNO2)과 질산칼륨(KNO3)의 액체 혼합물에 담가 표면을 개질합니다. 이 혼합물을 560-570°C의 특정 온도 범위로 유지함으로써, 이 로는 질소염의 분해를 촉진하여 질소 원자가 강철 표면으로 직접 확산되도록 합니다.
이 로의 핵심 기능은 화학적 포텐셜 구배가 질소를 강철 매트릭스로 유도하는 고온 액체 환경을 조성하는 것입니다. 이는 Fe3N 강화상의 형성을 초래하며, 이는 재료의 표면 경도를 크게 향상시킵니다.
반응 환경 조성
염 조성의 역할
이 공정은 아질산나트륨(NaNO2)과 질산칼륨(KNO3)의 특정 화학적 혼합물에 의존합니다.
이 염들은 목표 온도 범위 내에서 용융되고 화학적으로 활성화되기 때문에 선택됩니다.
정밀한 열 활성화
이 로는 이 염 혼합물을 560-570°C의 엄격한 온도 창으로 가열합니다.
이 온도에서 염은 고체에서 액체로 전환되어, 침지된 강철 표면에 균일한 열 분포를 보장하는 균일한 욕조를 생성합니다.
개질 메커니즘
염 분해
욕조가 작동 온도에 도달하면, 질소가 풍부한 염이 분해되기 시작합니다.
이 열 분해는 화합물에서 활성 질소 원자를 방출하여 강철과의 상호 작용에 사용할 수 있도록 하는 중요한 촉발 요인입니다.
화학적 포텐셜에 의한 구동
개질은 화학적 포텐셜 구배에 의해 구동됩니다.
용융 욕조의 질소 농도가 강철보다 높기 때문에, 질소 원자는 AISI 304 샘플 표면으로 자연스럽게 확산됩니다.
구조적 변환
Fe3N 상 형성
질소가 강철 격자 안으로 확산됨에 따라, 철 원자와 화학적으로 반응합니다.
이 반응은 강화상으로 알려진 독특한 미세 구조상인 Fe3N (질화철)을 형성합니다.
표면 경도 향상
Fe3N 상의 존재는 기계적 특성 변화에 직접적으로 책임이 있습니다.
이 구조적 변경은 스테인리스강의 표면 경도를 크게 증가시켜, 재료의 핵심 특성을 변경하지 않고 내마모성을 향상시킵니다.
공정 제약 조건 이해
온도 민감성
이 공정은 560-570°C 창을 유지하는 데 크게 의존합니다.
이 범위를 벗어나면 액체 환경의 안정성이 손상되거나 필요한 염 분해가 촉발되지 않을 수 있습니다.
재료 특이성
이 특정 메커니즘은 AISI 304 스테인리스강에 맞게 조정되었습니다.
확산 속도와 Fe3N 상의 형성은 이 합금의 조성과 질산염/아질산염 염과의 상호 작용에 특화되어 있습니다.
목표를 위한 올바른 선택
AISI 304 스테인리스강에 대한 염욕 질화 처리의 이점을 극대화하려면 다음 운영 우선순위에 집중하십시오.
- 최대 경도가 주요 초점인 경우: Fe3N 강화상이 표면 전체에 완전히 발달할 수 있도록 공정 시간을 충분히 확보하십시오.
- 공정 일관성이 주요 초점인 경우: 안정적인 화학적 포텐셜 구배를 유지하기 위해 560-570°C 범위 내에서 로 온도를 엄격하게 모니터링하십시오.
열 및 화학적 환경을 정밀하게 제어함으로써, 표준 스테인리스강을 내마모성이 뛰어난 재료로 변환할 수 있습니다.
요약 표:
| 매개변수 | 공정 사양 |
|---|---|
| 대상 재료 | AISI 304 스테인리스강 |
| 염 조성 | 아질산나트륨(NaNO2) 및 질산칼륨(KNO3) |
| 작동 온도 | 560 - 570°C |
| 주요 결과 | Fe3N (질화철) 강화상 형성 |
| 주요 이점 | 표면 경도 및 내마모성 향상 |
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시각적 가이드
참고문헌
- G. Keerthi Reddy, Khristina Maksudovna Vafaeva. Influence of aisi 304 austenitic stainless steel by aqueous soluted nitriding and gas nitriding. DOI: 10.1051/matecconf/202439201019
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