發(fā)布時間：2017-08-30 18:20

  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,本項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鋼作為實驗研究材料,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理。采用光學(xué)顯微鏡、維氏硬度計、電化學(xué)測試工作站等測試儀器對復(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行了測試和分析。同時,研究了不同空氣流量對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)隨后氧化時間延長或溫度升高,離子氮化層厚度逐漸減薄�？諝饬髁�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42CrMo鋼進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,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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 課題研究內(nèi)容28-29
• 2. 實驗材料與方法29-36
• 2.1 實驗材料29-30
• 2.2 實驗設(shè)備30
• 2.3 工藝實驗30-34
• 2.3.1 工藝流程30-32
• 2.3.2 工藝參數(shù)32-34
• 2.4 測試與分析34-36
• 3. 后氧化對離子滲氮 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 后氧化機理47-49
• 3.3.2 后氧化對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 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 離子氮氧共滲機理57-58
• 4.3.2 離子氮氧共滲對耐蝕性的影響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)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 佟宇;郭天文;王菁;梁海鋒;彌謙;;等離子滲氮、離子鍍TiN復(fù)合處理對純鈦鑄件硬度及耐磨性的影響[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報;2011年04期

2 李楊;徐久軍;王亮;;42CrMo鋼表面納米化對離子滲氮的影響[J];中國表面工程;2010年03期

3 徐重;張艷梅;張平則;賀志勇;高原;;雙層輝光等離子表面冶金技術(shù)[J];熱處理;2009年01期

4 石杰;王德仁;何業(yè)東;齊慧濱;;溫度對氫氣還原熱軋?zhí)间摫砻嫜趸さ挠绊慬J];材料熱處理學(xué)報;2008年04期

5 趙慧麗;劉玲;朱彥軍;趙程;;高速鋼的活性屏離子滲氮[J];熱加工工藝;2008年10期

6 吳凱;王蕾;劉國權(quán);許伯藩;;奧氏體不銹鋼循環(huán)離子氮氧共滲工藝研究[J];金屬熱處理;2007年12期

7 周潘兵;周浪;陳忠博;;高速鋼氧氮共滲與滲氮后氧化的組織與性能比較[J];金屬熱處理;2007年05期

8 周潘兵,周浪;氧化層對滲氮動力學(xué)的影響[J];材料熱處理學(xué)報;2005年04期

9 田紹潔,楊利,劉承仁,丁得剛,任慧遠(yuǎn),張?zhí)鞆?沈根偉;極具競爭力的離子滲氮設(shè)備[J];機械工人;2005年02期

10 馬貴成;離子氮化技術(shù)及應(yīng)用[J];煤礦機械;2004年07期

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本文編號：760862