本文關(guān)鍵詞： 氣體滲氮 時(shí)效析出 γ′-Fe_4N α′′-Fe_(16)N_2 微觀組織 力學(xué)性能　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：滲氮處理可顯著提高鋼鐵材料的表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性和疲勞強(qiáng)度等,因此在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。滲氮層通常由化合物層和擴(kuò)散層組成,由ε-Fe2~3N和γ′-Fe_4N組成的化合物層具有很高的硬度,能顯著提高滲氮件的表面硬度、耐磨性和耐腐蝕性。相對(duì)化合物層而言,擴(kuò)散層的硬度較低,但其韌性較好且厚度遠(yuǎn)大于化合物層,因此,擴(kuò)散層的微觀組織及性能對(duì)整個(gè)滲氮層的性能有很大的影響。擴(kuò)散層的微觀組織受滲氮工藝、冷卻速度及后續(xù)熱處理等因素的影響。目前,關(guān)于擴(kuò)散層微觀組織的調(diào)控研究還沒有深入開展。本文以厚度為1mm的工業(yè)純鐵為原材料,純鐵試樣經(jīng)過(guò)不同工藝的氣體滲氮后轉(zhuǎn)變成完成滲透的滲氮層樣品。以滲氮層樣品為研究對(duì)象,采用多種表征手段系統(tǒng)地研究了滲氮時(shí)間、滲氮溫度、不同冷卻速度及后續(xù)人工時(shí)效對(duì)滲氮層組織和力學(xué)性能的影響,同時(shí)探討了化合物層對(duì)整個(gè)滲氮層拉伸疲勞性能的影響。主要得到以下結(jié)論:(1)580℃滲氮后的滲氮層只有化合物層和擴(kuò)散層,而630℃滲氮后在化合物層和擴(kuò)散層之間存在過(guò)渡層,該過(guò)渡層在滲氮溫度下處于奧氏體狀態(tài)。(2)化合物層由ε-Fe2~3N和γ′-Fe_4N組成,高溫氣體滲氮會(huì)降低氮?jiǎng)?有利于化合物層中γ′-Fe_4N的形成,但最終趨勢(shì)是形成ε-Fe2~3N。滲氮的溫度越高、時(shí)間越長(zhǎng),化合物層就越厚。滲氮層的表面硬度隨著滲氮時(shí)間的延長(zhǎng)先升高后降低,滲氮層的拉伸強(qiáng)度隨著滲氮時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加,但其塑性越來(lái)越差。(3)滲氮后不同的冷卻速度對(duì)擴(kuò)散層的組織有很大的影響,空冷和爐冷的冷卻速度較慢,從而使樣品擴(kuò)散層中析出α′′-Fe_(16)N_2和γ′-Fe_4N;冷卻速度較快的油淬和水淬抑制了擴(kuò)散層中析出相的析出,因此油淬和水淬樣品的擴(kuò)散層中未見α′′-Fe_(16)N_2和γ′-Fe_4N。但是水淬和油淬試樣有明顯的自然時(shí)效強(qiáng)化現(xiàn)象,且在自然時(shí)效過(guò)程中,冷卻速度越快,自然時(shí)效后擴(kuò)散層的硬度就越高;從拉伸性能來(lái)看,冷卻速度的增加有利于提高滲氮層的強(qiáng)度,但降低了其延伸率,綜合考慮,油淬樣品具有高強(qiáng)度和良好的延伸率。(4)人工時(shí)效可以控制油淬試樣擴(kuò)散層中析出相的種類和數(shù)量,低溫時(shí)效的析出相主要為α′′-Fe_(16)N_2,較高溫度時(shí)效的析出相主要為γ′-Fe_4N。細(xì)小彌散α′′-Fe_(16)N_2的析出有利于滲氮層的強(qiáng)化,而γ′-Fe_4N的析出更有利于提高滲氮層的延伸率。(5)化合物層的拉伸性能對(duì)整個(gè)滲氮層的拉伸性能影響不大,但是卻顯著降低滲氮層的疲勞性能,所以擴(kuò)散層是整個(gè)滲氮層疲勞性能提高的主要因素。
[Abstract]:The results are as follows : ( 1 ) The nitrided layer composed of 蔚 - Fe _ 2 ~ 3N and 緯 ' - Fe _ 4N has a high hardness , which can significantly improve the surface hardness , wear resistance and corrosion resistance of nitrided layer . ( 4 ) The precipitation of 偽 ' - Fe _ ( 16 ) N _ 2 and 緯 ' - Fe _ 4N in the diffusion layer of oil - quenched and water - quenched samples is beneficial to the enhancement of nitrided layer .

【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG156.82

【引證文獻(xiàn)】

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1 陳興巖;不銹鋼氣體滲氮改性研究[D];湖南大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：1451038