渗碳和渗氮的成本有什么区别?

我收到了许多问题，询问在热处理工艺中双方的成本差异 – 为了帮助解释这一点，我们需要了解上述两种工艺所产生的一些材料性能差异——我引用了Dan Herring在Industrial Heating网站上的一篇博客文章中的一个简单图表（如下）(www.industrialheating.com).

该图表明，一些渗氮钢的表面硬度高于渗碳钢，但总的渗碳层深度较低。较高的硬度来自钢中氮和合金元素的结合，通常对于直接渗氮，你会使用合金钢。对于渗碳钢，通常使用低合金钢（除非真空或低压渗碳）。

通常钢的合金含量越高，母材的成本就越高。基于批量处理和长周期运行，渗氮过程可能是一个成本更高的过程。然而，渗氮工艺的其他优点，如较低的温度使变形减少、合金钢的额外强度特性、较高的硬度（可导致更高的耐磨性）和其他材料特性，可以帮助抵消这些成本。

对于需要改善材料性能的基本部件，通常较低成本的处理方法是硬化和回火（通过硬化）或渗碳到较浅的深度。然而， 工程组件需要更复杂的处理，这可能会导致额外的成本，但正如前面所解释的，这被处理后材料性能的增加所抵消。

请看下面的硬度与外壳深度的关系图——这是 Dan Herring在《工业加热》中的博客文章（见下面的参考资料）。HRc 60是洛氏C标尺上的硬度测量值，通常该值是渗碳钢的基准，我记得当我开始进行热处理时，我们有时会使用“硬化金属锉刀”，并将这些锉刀在渗碳钢的表面上摩擦，以检查钢是否有足够的硬度（锉刀会抛光），或者如果表面处理不当且表面硬度较低，锉刀会划伤/钻入钢的表面。