本文選題：20CrMnTi鋼　切入點：滲碳　出處：《遼寧工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：20CrMnTi鋼作為一種低合金鋼,常用于制造承受高速重載及沖擊、摩擦的齒輪、軸類、活塞類等零件。為了滿足零件外硬內(nèi)韌的使用性能要求,必須對20CrMnTi鋼進行滲碳、滲硼等表面處理。本文對20CrMnTi鋼進行了固體粉末滲碳、硼和復(fù)合滲表面改性處理,通過實驗研究和EET理論計算分析,研究了20CrMnTi鋼滲碳、滲硼表面改性強韌化的微觀機制。實驗研究表明,在900℃~960℃下滲碳,滲層基體均為針狀回火馬氏體;滲碳溫度較低時,滲層中沒有滲碳體形成;經(jīng)930℃′8h滲碳,滲層中出現(xiàn)粒狀滲碳體;經(jīng)960℃′8h滲碳,滲碳體已經(jīng)呈斷續(xù)網(wǎng)狀;滲碳時間較短時,滲層中沒有滲碳體形成;經(jīng)930℃′6h滲碳,出現(xiàn)顆粒狀滲碳體;經(jīng)930℃′10h滲碳,滲碳體呈斷續(xù)網(wǎng)狀。在870℃~960℃下滲硼6h,在20CrMnTi表面形成硼化物層;經(jīng)930℃′6h滲硼,硼化物層外側(cè)出現(xiàn)FeB相;隨著滲硼溫度升高和時間的延長,硼化層逐漸增厚。在900℃~960℃下滲碳4h~10h,滲層硬度由表及里逐漸降低;隨著滲碳溫度的升高和時間的延長,滲層硬度梯度逐漸減小。在870℃~960℃下滲硼4h~10h,滲層硬度由表及里先升高后降低,出現(xiàn)峰值;滲硼溫度越高,時間越長,滲硼層硬度越大。理論計算分析表明,20CrMnTi鋼滲碳后,其表面層強度和硬度增大的原因在于其滲層中鍵合力大的α-Fe-C-Cr等晶胞增多,鍵合力小的α-Fe-Cr等晶胞減少,強鍵增多;耐磨性增大的原因在于其滲層中析出了鍵合力大ε-Fe_3C、合金ε-(Fe_2Cr)_3C等相;韌性下降的原因在于滲層中界面電子密度差大的α-Fe/α-Fe-C-Cr等界面增多,界面電子密度差小的α-Fe/α-Fe-Cr等界面減少;界面結(jié)合力小,電子密度差大的α-Fe/e-(Fe_2Cr)_3C等界面增多。理論計算分析表明,滲硼提高20Cr Mn Ti鋼表面層硬度和耐磨性的原因在于析出了鍵合力遠大于基體鍵合力的FeB和Fe_2B相;FeB比Fe_2B硬度大的原因在于FeB相最強鍵鍵合力、主鍵絡(luò)連接鍵鍵合力和共價電子密度分別比Fe_2B的大;FeB相比Fe_2B脆性大的原因在于FeB共價鍵空間分布更不均勻,FeB相主鍵絡(luò)具有較強的共價性,而Fe_2B相的主鍵絡(luò)具有較強的金屬性;由于FeB相的成鍵能力與Fe_2B的成鍵能力相近,故優(yōu)先形成的Fe_2B相極易轉(zhuǎn)變?yōu)镕eB相,使得鋼表面滲硼層的脆性增加。
[Abstract]:As a kind of low alloy steel, 20CrMnTi steel is often used to manufacture gears, shafts, pistons and other parts which bear high speed and heavy load and impact. In order to meet the requirements of the internal and external toughness of the parts, it is necessary to carburize 20CrMnTi steel. In this paper, the surface modification of 20CrMnTi steel by solid powder Carburizing, boronizing and composite boronizing has been carried out. The Carburizing of 20CrMnTi steel has been studied by means of experimental study and EET theory calculation. Micromechanism of strengthening and toughening of Boronizing Surface Modification. Experimental study shows that the matrix of carburized layer is needle tempered martensite at 900 鈩，

本文編號：1563673