Cr12MoV鋼滲釩層組織及耐磨性能
【圖文】：
中國表面工程２０１５年形成的重要因素。滲釩層顯微硬度值隨著處理時間延長而逐漸增大，且增大趨勢逐漸變緩，其中８ｈ和１２ｈ處理后滲釩層顯微硬度值相差不大。隨著處理時間的延長，滲釩層厚度增加，在測量時覆層的顯微硬度值受基體影響越來越小，所以硬度值逐漸升高且越來越接近。綜合考慮鹽浴溫度、處理時間以及其他方面（如電能消耗），后期試驗(yàn)工藝參數(shù)選擇為：９５０℃×８ｈ。圖１Ｃｒ１２ＭｏＶ鋼經(jīng)９５０℃不同ＴＤ鹽浴處理時間滲釩后的滲層厚度和顯微硬度Ｆｉｇ．１Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓａｎｄｍｉｃｒｏ－ｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｔｈｅｖａｎａｄｉｚｅｄｌａｙｅｒｏｎＣｒ１２ＭｏＶｓｔｅｅｌｂｙＴＤｓａｌｔ－ｂａｔｈｖａｎａｄｉｚｉｎｇａｔ９５０℃ｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｉｍｅ２．２滲層截面形貌圖２所示為Ｃｒ１２ＭｏＶ鋼經(jīng)９５０℃８ｈ鹽浴滲釩后滲層截面ＳＥＭ形貌及ＥＤＳ圖，從圖２（ａ）中可以清晰的看到釩碳化物覆層，覆層厚度均勻且較為致密，碳化釩覆層和基體之間存在一個明顯的平整界面。圖２（ｂ）中為圖２（ａ）中沿直線方向主要元素的分布，由圖可見，覆層中含有大量的釩元素，基本上不含鐵元素或者含有少量的鐵元素，釩元素在覆層中分布較為均勻。此外，覆層中的碳元素含量略高于基體中碳元素含量。由于整個供釩體系（Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ａｌ、Ｖ２Ｏ５）中不含碳元素，可見覆層中的碳元素均來源于基體中的碳，說明碳原子的外擴(kuò)散與活性釩原子結(jié)合形成滲釩層。在滲層與基體界面處，隨著深度的增大，，鐵含量的急劇增加而釩含量急劇減少，滲層與基體界面處存
ｉｚｅｄｌａｙｅｒｏｎＣｒ１２ＭｏＶｓｔｅｅｌｂｙＴＤｓａｌｔ－ｂａｔｈｖａｎａｄｉｚｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔａｔ９５０℃ｆｏｒ８ｈ根據(jù)美國材料與試驗(yàn)協(xié)會（ＡＳＴＭ）［１２］中選取無序ＶＣ０．８８相為標(biāo)準(zhǔn)，由Ｈａｒｒｉｓ公式計算出織構(gòu)系數(shù)ＴＣｓ（ｈｋｌ）的值［１２］，經(jīng)計算，（２００）和（２２０）晶面的ＴＣｓ值要比其他晶面高一些（相對于標(biāo)準(zhǔn)值１），因此可以得出，碳化釩覆層具有（２００）和（２２０）晶面擇優(yōu)取向。２．４顯微硬度圖４所示為原始試樣和滲釩試樣的顯微硬度，原始試樣的顯微硬度值約為６９４ＨＶ０．０５，滲釩滲釩的顯微硬度值約為２００２ＨＶ０．０５。由此可知，經(jīng)滲釩處理后試樣表面顯微硬度值得到大幅度提高，約為原始試樣顯微硬度值的２．８８倍。理論上碳化釩（ＶＣ）的顯微硬度值大約為２９００～３８００ＨＶ０．０５，而經(jīng)９５０℃×８ｈ滲釩后試樣表面釩碳化物覆層顯微硬度值低于理論值，這是因?yàn)殁C碳化物顯微硬度值隨Ｃ／Ｖ原子比增加而增加，而Ｃｒ１２ＭｏＶ鋼表面形成的釩碳化物（ＶＣｘ）Ｃ／Ｖ原子比ｘ的值小于理論碳化釩Ｃ／Ｖ原子比，故其硬度值低于理論硬度值［７］。圖４原始試樣和滲釩試樣顯微硬度Ｆｉｇ．４Ｍｉｃｒｏ－ｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｏｒｉｇｉｎａｌａｎｄｖａｎａｄｉｚｉｎｇｓｐｅｃｉ－ｍｅｎｓ２．５滲層耐磨性原始試樣與滲釩試樣的磨損結(jié)果見表１，由表１中數(shù)據(jù)可以得出，經(jīng)滲釩處理后試樣磨痕寬度相對于原始試樣約減少１／４，而磨痕深度約只有原始試樣磨痕深度的０．３９倍，經(jīng)計算滲釩
【參考文獻(xiàn)】
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