氮化处理是一种通过在钢材表面渗入氮原子，以提高其硬度、耐磨性、疲劳强度和耐腐蚀性的表面化学热处理工艺。为确保氮化质量，工件在氮化前必须具备优良的心部组织与均匀的力学性能，这直接依赖于正确的预先热处理。选择合适的预先热处理是保证氮化件性能与寿命的关键前提。

一、氮化对预先组织的要求

氮化处理温度通常较低（一般在500-580℃之间），且不发生相变，因此无法通过氮化工艺本身来改善心部组织。氮化前工件心部必须具备以下条件：

均匀且细化的索氏体组织：这是最理想的基体组织。

高且均匀的强度与韧性：确保工件心部能支撑起高硬度的氮化层。

低的残余内应力：减少氮化过程中的变形倾向。

良好的切削加工性：为氮化前的精加工提供基础。

二、主要的预先热处理工艺

根据材料类型及工件最终性能要求，主要采用以下预先热处理工艺：

1. 调质处理

调质处理（淬火+高温回火）是氮化前最常用且最有效的预备热处理工艺。

目的：使工件获得均匀、细密的回火索氏体组织。该组织能保证心部具有高的强韧性配合，并为氮化提供稳定的基底，避免氮化过程中因组织不稳定导致变形或性能下降。

应用范围：广泛应用于中碳钢、合金调质钢（如38CrMoAl、42CrMo、40Cr等）制造的精密或重载工件。

2. 正火处理

正火处理是将工件加热至奥氏体化温度后，在空气中冷却的工艺。

目的：细化晶粒，均匀组织，消除锻造应力，改善材料的切削加工性。

应用范围：主要适用于低碳钢、渗碳钢或对心部强度要求不高的工件。对于性能要求较高的工件，正火常作为调质前的预备工序。

3. 退火处理

退火处理是将工件加热到适当温度，保温后缓慢冷却的工艺。

目的：主要用于降低材料硬度，消除内应力，改善组织均匀性，便于机械加工。

应用范围：多用于铸造件或锻造后组织不均匀的工件，为后续的调质或正火做准备。

三、工艺选择与质量控制要点

工艺选择依据：预先热处理工艺的选择首要取决于工件的材料、服役条件以及对心部强度的要求。调质处理是保证高性能要求的首选方案。

调质回火温度：调质处理的回火温度必须高于后续的氮化温度，通常建议至少高出30-50℃。此举可确保工件心部在氮化过程中保持组织稳定，防止进一步回火导致硬度下降。

加工顺序控制：标准的工艺流程为：毛坯成型 → 预先热处理（正火/退火） → 粗加工 → 调质处理 → 精加工 → 氮化处理。必须确保在调质后进行工件的最终精加工，以消除淬火变形。

结论

氮化前的预先热处理并非辅助工序，而是决定氮化件最终质量的基础性环节。通过采用正确的预先热处理，尤其是严格的调质处理，可以为氮化层提供一个稳定、强韧的支撑体，从而充分发挥氮化处理的优势，获得高硬度、高耐磨、高疲劳强度且变形微小的优质工件。