金屬構(gòu)件為了滿足工況要求，往往需要進行表面處理。氮化（Nitriding），也稱之為滲氮，是一種為了提高表面耐磨性、耐蝕性以及疲勞強度而被廣泛應(yīng)用的表面處理技術(shù)。其原理是在一定溫度下激活介質(zhì)產(chǎn)生氮原子滲入工件表層，從而在近表面連續(xù)深度內(nèi)與Fe、合金元素形成不同的成分組織，改變了表層的硬度、熱穩(wěn)定性和致密性。

但由于氮化工藝效果并非肉眼可見，且成品零件也不可進行破壞，所以必須事先針對不同工藝條件下的氮化試樣進行品質(zhì)檢驗。衡量氮化品質(zhì)可以使用以下幾個指標(biāo)：氮化層深度、氮化硬度、滲層組織、殘余應(yīng)力。

以下即介紹了利用實驗室檢測手段評價氮化品質(zhì)的方法：

NO.1 氮化層深度

• 硬度法：在截面上從表及里測試維氏硬度，測至比基體硬度高50HV處的垂直距離即是氮化層深度。 

• 金相法：切取氮化試樣，制作Cross section樣品，采用4%硝酸酒精進行金相腐蝕，并在金相顯微鏡下觀察測量。

NO.2 氮化硬度

• 采用輕負荷硬度計檢測氮化試樣表面硬度；

• 采用顯微維氏硬度檢測氮化試樣截面硬度。

   

NO.3 滲層組織

金相法：氮化層組織相對復(fù)雜，存在化合物層和擴散層（不同成分的氮-鐵/合金的化合物），氮化物的形態(tài)及分布會顯著影響滲氮脆性和結(jié)合強度，可參考《GB/T 11354-2005 鋼鐵零件 滲氮層深度測定和金相組織檢驗》進行評級。

NO.4 殘余應(yīng)力

X射線衍射-殘余應(yīng)力測試：滲氮處理改變了近表層組織成分，并引入了殘余壓應(yīng)力，這對提高工件（軸類、齒輪等）疲勞強度是有相當(dāng)好處的。對于希望提高耐磨性和疲勞強度的零件來講，定性定量檢測氮化表面的殘余應(yīng)力有助于選擇更優(yōu)化的工藝條件。