本文關(guān)鍵詞：14Cr11MoV馬氏體耐熱不銹鋼表面離子硬化處理的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：14Cr11MoV(舊牌號1Cr11MoV)馬氏體耐熱不銹鋼具有良好的耐蝕性能,優(yōu)良的綜合力學(xué)性能以及較高的抗蠕變性能等優(yōu)點,被廣泛用于汽輪機(jī)葉片、閥桿、尾軸等場合,但和其他不銹鋼一樣,存在表面硬度低、耐磨性差等缺點,嚴(yán)重降低了馬氏體耐熱不銹鋼的使用壽命,限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。離子硬化能有效提高不銹鋼表面硬度及耐磨性,但目前國內(nèi)外對14Cr11MoV離子硬化處理的研究報告不多,所以對14Cr11MoV鋼離子硬化處理的研究很有意義。本文通過對14Cr11MoV馬氏體耐熱不銹鋼進(jìn)行離子滲氮、滲碳以及氮碳共滲的表面硬化處理研究,利用金相顯微鏡、顯微硬度計、SEM、XRD衍射儀等儀器進(jìn)行分析研究滲層的組織性能與結(jié)構(gòu),包括滲層厚度、表面硬度、表面脆性、硬度梯度以及物相結(jié)構(gòu)等。通過試驗研究主要得出如下結(jié)論:(1)三種硬化處理方式中離子滲氮滲速最快,610℃之前,離子氮碳共滲滲速快于大于滲碳,而610℃之后,離子氮碳共滲滲速慢于離子滲碳;對于表面硬度,相同溫度下離子滲氮硬度較高,滲碳表面硬度比較穩(wěn)定,氮碳共滲表面硬度隨溫度變化波動較大,在530℃時一度超過離子滲氮,但硬度下降較快,570℃后硬度最低。(2)滲層厚度都隨處理溫度和時間的增加逐漸增加,但增速都逐漸變緩;離子滲碳和氮碳共滲硬化處理滲層中沒有裂紋,離子滲氮只有在630℃以上滲層中才沒有裂紋,且升溫過程不能通含氮氣體;對于硬度梯度,離子滲氮滲層硬度梯度最陡,氮碳共滲硬度梯度比較緩和,滲碳的硬度梯度是先陡后緩和。(3)所有處理工藝下得到的表面脆性只有1級和1-2級,脆性都合格;通過XRD衍射分析,滲氮處理后滲層中主要由α、Fe3N、Fe4N和CrN四相組成,滲碳后滲層主要由α、Fe3C和Cr23C6三相組成,氮碳共滲后滲層主要α、Fe3C、Fe3N、Fe4N、Cr N和Cr23C6六相組成,Cr元素的析出導(dǎo)致耐蝕性下降,碳化物和氮化物的析出聚集導(dǎo)致硬度下降。
【關(guān)鍵詞】：馬氏體耐熱不銹鋼 14Cr11Mo V 離子滲氮 離子滲碳 離子氮碳共滲 裂紋
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.71;TG156.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-28
• 1.1 馬氏體耐熱不銹鋼9-17
• 1.1.1 不銹鋼概述9-11
• 1.1.2 馬氏體耐熱不銹鋼11-15
• 1.1.3 合金元素對馬氏體耐熱不銹鋼的影響15-17
• 1.2 馬氏體不銹鋼的表面硬化處理技術(shù)17-27
• 1.2.1 馬氏體不銹鋼離子熱擴(kuò)滲硬化處理技術(shù)17-22
• 1.2.1.1 等離子熱擴(kuò)滲處理技術(shù)17-18
• 1.2.1.2 馬氏體不銹鋼離子硬化處理技術(shù)現(xiàn)狀18-21
• 1.2.1.3 AISI420馬氏體不銹鋼低溫滲氮、滲碳、氮碳共滲的研究21-22
• 1.2.2 馬氏體不銹鋼氣體熱擴(kuò)滲硬化處理技術(shù)22-24
• 1.2.3 馬氏體不銹鋼離子注入技術(shù)24-26
• 1.2.4 馬氏體不銹鋼鹽浴熱擴(kuò)滲硬化處理技術(shù)26-27
• 1.3 研究意義及研究內(nèi)容27-28
• 1.3.1 研究意義27
• 1.3.2 研究內(nèi)容27-28
• 2 試驗方法28-32
• 2.1 試驗材料28-29
• 2.2 試驗設(shè)備29
• 2.3 試驗過程29-30
• 2.4 測試方法30-32
• 3 14Cr11Mo V鋼離子滲氮試驗的研究32-49
• 3.1 14Cr11Mo V鋼離子滲氮裂紋的研究32-34
• 3.2 離子滲氮試驗的研究34-47
• 3.2.1 離子滲氮試驗方案的設(shè)計34-35
• 3.2.2 滲氮溫度對 14Cr11Mo V鋼表面硬化的影響35-42
• 3.2.2.1 滲氮溫度對滲層厚度的影響39-40
• 3.2.2.2 滲氮溫度對滲層表面硬度的影響40-41
• 3.2.2.3 滲氮溫度對滲層表面脆性的影響41
• 3.2.2.4 滲氮溫度對滲層內(nèi)裂紋的影響41-42
• 3.2.3 滲氮時間對 14Cr11Mo V鋼表面硬化的影響42-45
• 3.2.3.1 滲氮時間對滲層厚度的影響44-45
• 3.2.3.2 滲氮時間對滲層表面硬度的影響45
• 3.2.3.3 滲氮時間對滲層表面脆性及裂紋的影響45
• 3.2.4 14Cr11Mo V鋼滲氮層的硬度梯度45-46
• 3.2.5 14Cr11Mo V鋼滲氮層物的相結(jié)構(gòu)46-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 4 14Cr11Mo V鋼離子滲碳的研究49-63
• 4.1 離子滲碳試驗方案的設(shè)計49-50
• 4.2 滲碳溫度對 14Cr11Mo V鋼表面硬化的影響50-55
• 4.2.1 滲碳溫度對滲層厚度的影響53-54
• 4.2.2 滲碳溫度對滲層表面硬度的影響54-55
• 4.2.3 滲碳溫度對滲層表面脆性的影響55
• 4.3 滲碳時間對 14Cr11Mo V鋼表面硬化的影響55-59
• 4.3.1 滲碳時間對滲層厚度的影響57-58
• 4.3.2 滲碳時間對滲層表面硬度的影響58-59
• 4.3.3 滲碳時間對滲層表面脆性的影響59
• 4.4 14Cr11Mo V鋼滲碳層的硬度梯度59-60
• 4.5 14Cr11Mo V鋼滲碳層的物相結(jié)構(gòu)60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-63
• 5 14Cr11Mo V鋼離子碳氮共滲的研究63-76
• 5.1 離子氮碳共滲試驗方案的設(shè)計63-64
• 5.2 氮碳共滲溫度對 14Cr11Mo V鋼表面硬化的影響64-69
• 5.2.1 氮碳共滲溫度對滲層厚度的影響67-68
• 5.2.2 氮碳共滲溫度對滲層表面硬度的影響68-69
• 5.2.3 氮碳共滲溫度對滲層表面脆性的影響69
• 5.3 氮碳共滲時間對 14Cr11Mo V鋼表面硬化的影響69-73
• 5.3.1 氮碳共滲時間對滲層厚度的影響71-72
• 5.3.2 氮碳共滲時間對滲層表面硬度的影響72
• 5.3.3 氮碳共滲時間對滲層表面脆性的影響72-73
• 5.4 14Cr11Mo V鋼碳共滲滲層的硬度梯度73-74
• 5.5 14Cr11Mo V鋼氮碳共滲滲層的物相結(jié)構(gòu)74-75
• 5.6 本章小結(jié)75-76
• 6 14Cr11Mo V離子表面硬化處理結(jié)果的比較76-80
• 6.1 滲層厚度76-77
• 6.2 表面硬度77-78
• 6.3 滲層表面脆性以及裂紋78-79
• 6.4 滲層硬度梯度79-80
• 7 結(jié)論與展望80-82
• 7.1 結(jié)論80-81
• 7.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 致謝88-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄89-90

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本文編號：306847