發(fā)布時(shí)間：2020-06-17 14:07

【摘要】：8Cr4Mo4V鋼目前廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承上,為提高其使用性能,尤其耐磨性及疲勞性能,本文通過(guò)噴丸與離子注入技術(shù)實(shí)現(xiàn)8Cr4Mo4V鋼表面強(qiáng)化。本文通過(guò)阿爾門(mén)試片測(cè)得了在不同噴丸風(fēng)壓及噴丸時(shí)間下的噴丸強(qiáng)度曲線,研究了不同噴丸強(qiáng)度對(duì)8Cr4Mo4V鋼組織結(jié)構(gòu)、位錯(cuò)密度、應(yīng)力梯度、摩擦磨損性能影響,以及噴丸和離子注入復(fù)合強(qiáng)化對(duì)8Cr4Mo4V鋼組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)力梯度、納米硬度、耐磨性影響。經(jīng)XRD分析得到,8Cr4Mo4V鋼噴丸后相結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化,但衍射峰發(fā)生了左移、寬化、強(qiáng)度降低,說(shuō)明了8Cr4Mo4V鋼噴丸后導(dǎo)致了三種內(nèi)應(yīng)力存在。通過(guò)WH方法計(jì)算位錯(cuò)密度,8Cr4Mo4V鋼噴丸后位錯(cuò)密度隨樣品深度先增加后減小,與殘余應(yīng)力變化趨勢(shì)相同。隨噴丸強(qiáng)度增加,8Cr4Mo4V鋼每點(diǎn)深度下的壓應(yīng)力及壓應(yīng)力總深度增加。由于噴丸導(dǎo)致加工硬化,隨噴丸強(qiáng)度增加,顯微硬度增加。8Cr4Mo4V鋼經(jīng)不同噴丸強(qiáng)度處理后,耐磨性提高,摩擦系數(shù)由原始0.8降低到了0.6。與原始試樣相比,磨痕寬度最優(yōu)降低30.3%。采用噴丸與離子注入對(duì)8Cr4Mo4V鋼復(fù)合強(qiáng)化,隨噴丸強(qiáng)度增加,8Cr4Mo4V鋼離子注入后氮濃度及注入層深度增加。由GXRD分析得到,8Cr4Mo4V鋼復(fù)合強(qiáng)化處理后,有碳化物及氮化物析出,氮離子注入到基體后擴(kuò)散到了碳化物中。8Cr4Mo4V鋼復(fù)合強(qiáng)化后,納米硬度最大增加到16.6GPa,與原始試樣相比,納米硬度提高55.1%,與8Cr4Mo4V鋼直接離子注入相比,納米硬度提高18.6%。復(fù)合處理后的耐磨性進(jìn)一步提高,接觸應(yīng)力1.20GPa下,摩擦系數(shù)可降低到0.5,與原始試樣相比磨痕寬度最優(yōu)降低62.6%。隨接觸應(yīng)力增加,8Cr4Mo4V鋼耐磨性降低。離子注入過(guò)程,殘余應(yīng)力梯度由氮離子注入晶格畸變引起的壓應(yīng)力增加及高溫導(dǎo)致應(yīng)力釋放共同決定。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TG142.1
【圖文】：

初出現(xiàn)了兩個(gè)主要的研究方向，一個(gè)是改善金屬表面的磨損和腐蝕過(guò)氮?dú)?PBII 處理的金屬零件表面及其附近形成氮化物相[16,17]。另大面積摻雜半導(dǎo)體晶片和圖案化結(jié)構(gòu)[18-20]。在 20 世紀(jì) 80 年代和體基離子注入技術(shù)呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)，但自 1998 年以來(lái)已明顯放緩的跡等離子體基離子注入技術(shù)將繼續(xù)在表面改性領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。子體基離子注入機(jī)制 為等離子體基離子注入裝置簡(jiǎn)圖[21]，示意性地給出了裝置的主要部室、氣體供給系統(tǒng)、真空泵系統(tǒng)、等離子體源，電絕緣樣品臺(tái)和高借助于真空泵和氣體供給裝置，將具有一定氣體的真空室，其正空圍內(nèi)。通過(guò)熱陰極或射頻、電子回旋共振等產(chǎn)生等離子體，等離子空室內(nèi)，工件浸泡在等離子體氛圍中。工件加上負(fù)高壓脈沖，被等工件與等離子體交界處形成鞘層。被注入工件為陰極、真空室壁為下，工件表面的電子在電場(chǎng)作用下遠(yuǎn)離工件，而周圍的正離子在電注入到工件表面，此方法克服了束線限制，能夠處理形狀復(fù)雜的工

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士論文圖 1-2 顯示了高壓脈沖期間等離子體鞘層發(fā)展的示意圖[21]，在脈沖期間產(chǎn)生的電場(chǎng)中，比離子移動(dòng)得快得多的電子被加速遠(yuǎn)離處于負(fù)偏壓的工件，留下了一個(gè)只包含離子的等離子體鞘層。離子向樣品加速并被注入，等離子體鞘層擴(kuò)展直到高壓關(guān)閉或達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這取決于等離子體條件。當(dāng)高壓脈沖關(guān)閉時(shí)，等離子體再生，再次開(kāi)始該過(guò)程。

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