CTHQ25鋼是一種典型的釬具鋼,具有較高的回火穩(wěn)定性。由于釬具在服役過程中要承受循環(huán)應力和沖擊載荷,因此這類鋼存在表面易磨損的問題。本文針對CTHQ25鋼表面高強度的要求,建立等離子體滲氮層的氮濃度分布模型和硬度分布模型。根據(jù)CTHQ25鋼等離子滲氮層工藝-組織-性能關系,預測合金鋼滲氮層的組織結構和性能。根據(jù)氮原子在α-Fe中的擴散規(guī)律和過飽和氮模型,求解等離子體滲氮層中氮濃度分布。滲層氮濃度分布求解結果顯示,（1）氮濃度沿滲層方向逐漸降低,合金氮化物的析出使總的氮濃度高于氮原子在α-Fe中的極限固溶度;（2）鋼滲氮層的厚度隨著滲氮溫度和滲氮時間的增加而增大,γ’-Fe4N層厚度的增幅較ε-Fe2-3N層顯著;（3）滲氮氣氛中氮氣含量越高,表面氮濃度越高,滲氮層厚度越大;（4）平衡溶解度乘積KCr N值越大,氮原子與合金元素沉淀析出氮化物的含量越少,擴散層總的氮濃度越低;（5）表面氮濃度和滲層的厚度隨著氮在α-Fe中的極限固溶度的增加而增大;（6）氮化物形成元素含量增加,滲層中總的氮濃度增大,大多數(shù)的氮以合金氮化物的形式存在。CTHQ25鋼經(jīng)550 oC滲氮4 h擴散層的氮化物尺寸... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 等離子體滲氮技術的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 等離子體滲氮過程微觀組織演變
        1.2.2 等離子體滲氮的工藝參數(shù)
    1.3 滲層氮濃度分布模型研究進展
        1.3.1 等離子體與鋼表面?zhèn)髻|模型研究進展
        1.3.2 過飽和氮模型研究進展
        1.3.3 化合物層增厚動力學研究進展
    1.4 氮化物粗化模型研究進展
    1.5 滲氮層硬度分布模型研究進展
    1.6 本文的主要研究內容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 基體材料
        2.1.2 熱處理工藝設計
        2.1.3 組織表征和性能測試
        2.1.4 回火處理
    2.2 等離子體滲氮設備
    2.3 等離子體滲氮工藝參數(shù)
    2.4 分析測試方法
        2.4.1 組織觀察
        2.4.2 相結構分析
        2.4.3 硬度測試
    2.5 計算方法
        2.5.1 熱力學平衡計算
        2.5.2 動力學參數(shù)計算
        2.5.3 有限差分方法
第3章 滲層氮濃度分布模擬
    3.1 擴散層氮濃度分布模擬
        3.1.1 等離子體與鋼表面的傳質模型
        3.1.2 氮原子在α-Fe中的擴散模型
        3.1.3 過飽和氮的數(shù)學模型
        3.1.4 擴散層氮濃度分布模型求解
        3.1.5 擴散層氮濃度分布模擬結果
    3.2 化合物層氮濃度分布及增厚動力學模擬
        3.2.1 Fe4N層表面化學反應模型
        3.2.2 Fe4N層增厚動力學模擬結果
        3.2.3 復合層表面和界面化學反應模型
        3.2.4 復合層增厚動力學模擬結果
    3.3 CTHQ25鋼滲層氮濃度分布模擬
    3.4 模型驗證
    3.5 本章小結
第4章 擴散層硬度分布模擬
    4.1 擴散層氮化物尺寸分布
        4.1.1 合金氮化物粗化模型
        4.1.2 合金氮化物尺寸分布
    4.2 擴散層的沉淀硬化
        4.2.1 沉淀硬化模型
        4.2.2 沉淀硬化效果分布
    4.3 擴散層的固溶強化
        4.3.1 固溶強化模型
        4.3.2 固溶強化效果分布
    4.4 CTHQ25鋼擴散層強度與硬度
    4.5 模型驗證
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3642079