针对CSP工艺生产Hi-B钢过程中抑制剂的重要性,有必要对生产Hi-B钢的渗氮工艺进行研究。本文基于实验室条件下模拟CSP工艺低温生产Hi-B钢,采用实验和数值模拟,通过氧氮分析、辉光分析和透射电子显微镜分析等手段,研究了渗氮退火过程中渗氮工艺对氮的转变、扩散和渗氮量的影响。其结论如下:(1)随着渗氮时间的增加,渗氮量增加;随着渗氮温度的升高,渗氮量减少;随着渗氮气氛中NH3浓度的增加,渗氮量增加。(2)700℃渗氮时,渗氮后析出相尺寸较小,退火后析出相尺寸变大、数量减少,而且随着退火温度的升高,析出相尺寸增大、数量随着减少。900℃渗氮时,渗氮后析出相相对不均匀,析出相数量也相对700℃渗氮时较少,尺寸较大;高温退火后,析出相会进一步相互合并长的更大,同时析出相数量会减少、分布密度变小,而且退火温度为1100℃时,析出相数量密度很小,而且存在比较大的尺寸。(3)700℃渗氮后,基体内还存在部分原有析出物AlN,700℃高温退火后,基体内存在转化后的AlN析出物,900℃高温退火后,基体内弥散分布的析出相大部分转化成(Al,Si)N化合物,且析出物开始长大并合并周围小析出物。(4)影响氮的扩散因素有渗氮时间、渗氮温度、原始氮含量、氮的固溶度和合金元素等。其中,渗氮时间和渗氮温度最为重要,氮的扩散深度与渗氮时间呈抛物线关系:随着渗氮时间的增加,理论扩散厚度增加,并且速率变小;渗氮扩散厚度与温度之间呈指数关系:随着渗氮温度的升高,渗氮扩散理论厚度值越来越大。