顺序应用金刚石滚压（DB），然后进行低温气态氮化（LTGN）会产生协同效应，其性能明显优于单一工艺处理。通过结合滚压产生的深层冷加工层与氮化引入的高表面压应力，这种混合方法在结构上改变材料，将其疲劳极限提高高达36.4%。
这种双工艺策略利用了机械和热处理的优势来诱导氮稳定马氏体。其结果是表面增强和耐用性达到了任何单一设备都无法独立实现的水平。
协同效应的机理
基础：金刚石滚压（DB）
工艺始于金刚石滚压。这种机械处理负责在材料内部创建一个深层冷加工层。
通过物理压缩表面，DB设备硬化了亚表面结构。这为后续的热处理准备了坚实的基础。
增强：低温气态氮化（LTGN）
在机械加工之后，材料在炉中进行低温气态氮化。此步骤通过化学扩散引入高表面压应力。
与滚压的机械性质不同，这种热工艺改变了表面化学性质。它有效地将冷加工层的好处密封在一个化学硬化的外壳之下。
微观结构变化和产量
氮稳定马氏体的形成
结合这些工艺的主要优势是表面相成分的改变。预先存在的冷加工结构与氮扩散之间的相互作用促进了氮稳定马氏体的形成。
这种特定的相变至关重要。它提供了一种比未经处理或单次处理样品通常发现的更硬、更稳定的微观结构排列。
疲劳极限显著提高
这种微观结构变化的实际产出是机械性能的显著改善。主要参考数据显示，与未经处理的样品相比，疲劳极限提高了高达36.4%。
这一指标证实，顺序应用提供的增强效果远优于标准的单步表面处理。
理解权衡
工艺复杂性增加
虽然产量更高，但该处理的顺序性本身就增加了操作复杂性。它需要两种不同类型的工业设备：机械滚压工具和热氮化炉。
依赖顺序
该方法的成功严格依赖于操作顺序。必须先进行机械冷加工（DB），然后进行热扩散（LTGN），才能实现所述的特定相变。颠倒或省略任何一个步骤都无法产生目标氮稳定马氏体层。
为您的目标做出正确选择
为了确定该顺序工艺是否是满足您材料需求的正确工程解决方案，请考虑您的主要性能目标：
- 如果您的主要重点是最大化抗疲劳性：实施DB + LTGN顺序工艺，以利用疲劳极限提高36.4%和卓越的表面增强效果。
- 如果您的主要重点是简化加工：请注意，虽然单工艺处理降低了复杂性，但它们无法复制实现最佳耐用性所需的氮稳定马氏体结构。
通过将机械硬化与化学扩散分层，您可以将标准材料产量转化为能够承受显著更高应力负载的高性能组件。
汇总表：
| 处理工艺 | 主要优点 | 疲劳极限提高 | 微观结构影响 |
|---|---|---|---|
| 金刚石滚压（DB） | 深层冷加工层 | 中等 | 机械表面硬化 |
| 气态氮化（LTGN） | 表面压应力 | 中等 | 化学扩散/硬化 |
| 顺序（DB + LTGN） | 协同增强 | 高达36.4% | 氮稳定马氏体 |
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参考文献
- Jordan Maximov, Yaroslav Argirov. Improvement in Fatigue Strength of Chromium–Nickel Austenitic Stainless Steels via Diamond Burnishing and Subsequent Low-Temperature Gas Nitriding. DOI: 10.3390/app14031020
本文还参考了以下技术资料 Kintek Furnace 知识库 .
