液氮在材料热处理中的应用

液氮是液态氮。液氮可以通过专用设备制备，也可以在制备液氧的过程中作为副产物获得。液氮的温度非常低，沸点为-195.8℃，可用作制冷剂。液氮也可以从液态变为气态并变成氮气，然后可以将氮气作为保护气体传递到热处理炉中。在空气中，氮的比例最大。液氮不像液氧易燃易爆。因此，液氮具有资源丰富，安全性好的优点。 1.液氮在真空热处理中的应用真空热处理是国内外比较先进的热处理方法。在真空热处理中，氮通常是不可分割的。例如，在真空炉中加热钢铁零件时，如果真空度太高，为了防止工件材料中合金元素的挥发，必须在炉子中充入适量的氮气，以达到提升炉中微量气体的压力。又例如，在真空加热油淬火的真空淬火工序中，为了确保或提高淬火油的冷却能力，需要在工件冷却之前在真空炉中填充足够的氮。在高压气体淬火过程中，有必要在高于一个大气压的压力下用氮气快速填充真空炉。在对钢制零件进行真空回火时，必须在抽真空后再充入氮气，以实现炉内保护气体循环的均匀加热以及回火后的快速冷却。真空热处理需要多种氮源。因为液氮的密度比氮的密度大得多，所以其体积比氮的体积小得多，这便于运输和存储，并且当大量供应时便宜。因此，液氮是用于真空热处理的重要氮源之一。国外许多国外制造商使用大型的专用储罐来存储由液氮供应商的专用车辆运输的液氮，并使用从液体中逐渐蒸发的氮。氮气进行真空热处理。他们认为使用液氮比使用瓶装氮或氮气更经济。当然，使用液态氮还是向瓶装氮气或氮气发生器供应氮气是否具有成本效益，取决于当地气体源的具体条件以及热处理设备中使用的氮气量。 3.液氮在材料的低温处理中的应用精密测量工具和一些精密设备要求其组织稳定且在使用和存储过程中不变形。这些由钢制成的精密测量工具和设备中，有一些在淬火后保留了奥氏体。如果不消除残留的奥氏体，则这些量规和装置很难确保它们不变形。消除这种残余奥氏体的有效方法是对其进行冷处理，将残余奥氏体转变为马氏体，并将其回火成稳定的回火组织。一些铝合金零件在切割或长时间存放和使用时容易变形。如果不能解决变形问题，则很容易在加工过程中引起或导致高废品率或所售产品的质量。这些变形问题通常与由原材料或切削加工引起的残余内应力有关。为了解决这些变形问题，有时需要高温和低温循环热处理方法以消除残余应力。毛巾包括冷处理和低于130°C的低温处理。为了消除铝合金零件淬火后的残余应力，有时需要进行回硬，即对淬火的工件进行深度冷却，然后再进行淬火。使用更快的加热速率来提高工件的温度，以便在淬火应力时产生相反的热量。也有一些特殊用途的材料或产品。为了满足在低温环境中使用的尺寸稳定性和安全性要求，还需要对其进行冷处理或低温处理。由于液氮的温度为-196℃，化学稳定性也良好，因此可以直接或间接用于上述冷处理。一些形状相对简单，不需要担心低温裂纹或机械性能变化的铝合金零件或钢零件可以直接浸入液氮中进行低温处理。当不能直接浸入时，可以使用液氮的挥发性气体作为冷却介质。液氮也可以用作制冷剂，以将装有工件的容器（低温箱）冷却至所需的冷加工温度。