本文關(guān)鍵詞：42CrMo離子滲氮后氧化及氮氧共滲研究

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【摘要】：離子滲氮又稱(chēng)輝光滲氮,是一種利用輝光放電現(xiàn)象將活性氮原子滲入材料內(nèi)部,強(qiáng)化鋼材表面性能的一種化學(xué)熱處理技術(shù)。探索和研究以離子滲氮為基礎(chǔ)的復(fù)合工藝是該領(lǐng)域的熱點(diǎn),本項(xiàng)課題研究了后氧化和離子氮氧共滲復(fù)合處理工藝,有效提高了滲層的綜合性能。本文選用調(diào)質(zhì)態(tài)42CrMo鋼作為實(shí)驗(yàn)研究材料,選用普通空氣作為后氧化和氮氧共滲的氧氣源,探究后氧化和離子氮氧共滲的作用及機(jī)理。采用光學(xué)顯微鏡、維氏硬度計(jì)、電化學(xué)測(cè)試工作站等測(cè)試儀器對(duì)復(fù)合處理后42CrMo鋼復(fù)合滲層組織、厚度、外觀形貌及耐蝕性進(jìn)行了測(cè)試和分析。同時(shí),研究了不同空氣流量對(duì)42CrMo鋼離子氮氧共滲組織與性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),42CrMo鋼離子滲氮試樣經(jīng)空氣后氧化處理,在原氮化層表面生成一層厚1-2μm、由Fe3O4和Fe2O3兩物相組成的氧化層,且兩種氧化物比值由后氧化工藝參數(shù)決定,400℃+60min后氧化時(shí)生成的氧化層Fe3O4含量最大、耐蝕性最佳,其原因是該條件下生成Fe3O4的吉布斯自由能較小。結(jié)果還發(fā)現(xiàn)隨后氧化時(shí)間延長(zhǎng)或溫度升高,離子氮化層厚度逐漸減薄。空氣流量3L/min為最佳后氧化工藝條件,所得復(fù)合滲層綜合性能最優(yōu)。添加不同流量空氣對(duì)42CrMo鋼進(jìn)行離子氮氧共滲處理后發(fā)現(xiàn):普通空氣可以作為離子氮氧共滲氧氣源,且添加適量空氣可大大提高42CrMo鋼離子滲氮速度。離子氮氧共滲處理后化合層厚度比常規(guī)離子滲氮厚度提高50%以上,有效硬化層深度提高100μm以上,表面硬度最大達(dá)到790HV0.05,比常規(guī)離子滲氮提高60 HV0.05,硬度梯度更加平緩。滲層中含微量Fe3O4,起到提高耐蝕性的效果。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn),空氣流量0.3L/min為最佳離子氮氧共滲工藝參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：42CrMo鋼 離子滲氮后氧化 耐蝕性 氮氧共滲 吉布斯自由能
【學(xué)位授予單位】：常州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG156.8
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 緒論9-29
• 1.1 引言9-10
• 1.2 化學(xué)熱處理技術(shù)10-25
• 1.2.1 化學(xué)熱處理的概念10-11
• 1.2.2 化學(xué)熱處理的基本原理11-14
• 1.2.3 化學(xué)熱處理的分類(lèi)14-16
• 1.2.4 離子氮化技術(shù)16-17
• 1.2.5 離子滲氮設(shè)備17-18
• 1.2.6 離子滲氮特點(diǎn)18-19
• 1.2.7 離子滲氮原理與氮化層組織形態(tài)19-24
• 1.2.8 離子滲氮的應(yīng)用24-25
• 1.3 后氧化技術(shù)25-26
• 1.3.1 空氣后氧化25
• 1.3.2 離子后氧化25-26
• 1.3.3 離子后氧化背景26
• 1.4 氮氧共滲技術(shù)26-27
• 1.4.1 離子氮氧共滲26
• 1.4.2 離子氮氧共滲背景26-27
• 1.5 課題研究意義27-28
• 1.6 課題研究?jī)?nèi)容28-29
• 2. 實(shí)驗(yàn)材料與方法29-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備30
• 2.3 工藝實(shí)驗(yàn)30-34
• 2.3.1 工藝流程30-32
• 2.3.2 工藝參數(shù)32-34
• 2.4 測(cè)試與分析34-36
• 3. 后氧化對(duì)離子滲氮 42CrMo鋼組織和性能的影響36-51
• 3.1 引言36
• 3.2 結(jié)果與分析36-47
• 3.2.1 顯微組織36-38
• 3.2.2 XRD分析38-39
• 3.2.3 表面形貌和EDS分析39-41
• 3.2.4 顯微硬度41-42
• 3.2.5 耐蝕性分析42-44
• 3.2.6 空氣流量對(duì)滲層組織和性能的影響44-47
• 3.3 分析與討論47-50
• 3.3.1 后氧化機(jī)理47-49
• 3.3.2 后氧化對(duì)滲層耐腐蝕性的影響分析49-50
• 3.4 小結(jié)50-51
• 4. 離子氮氧共滲對(duì) 42CrMo鋼組織和性能的影響51-60
• 4.1 引言51
• 4.2 結(jié)果與分析51-57
• 4.2.1 金相組織51-52
• 4.2.2 XRD分析52-53
• 4.2.3 顯微硬度53-54
• 4.2.4 耐蝕性分析54-55
• 4.2.5 滲層厚度55-57
• 4.3 分析與討論57-58
• 4.3.1 離子氮氧共滲機(jī)理57-58
• 4.3.2 離子氮氧共滲對(duì)耐蝕性的影響58
• 4.4 小結(jié)58-60
• 5. 全文總結(jié)60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果65-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：760862