為探究離子滲氮溫度對滲氮層組織性能的影響,選取典型滲氮溫度對試樣進(jìn)行滲氮處理,采用金相顯微鏡、維氏硬度計、X射線衍射儀以及SEM掃描電鏡對滲氮層進(jìn)行檢測分析。研究結(jié)果表明:G13Cr4Mo4Ni4V鋼經(jīng)滲碳淬回火后再滲氮處理,表層硬度可達(dá)68 HRC以上,最大殘余壓應(yīng)力可達(dá)850 MPa以上,材料硬度以及應(yīng)力梯度得到很大改善;隨著滲氮溫度的升高,滲氮層深度增加,脈狀組織加重,表面硬度先升高后降低;對脈狀組織進(jìn)行分析可知,脈狀組織處合金元素及氮含量相對較高。 

【文章來源】：軸承. 2020,(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

典型滲氮溫度下滲氮層形貌

滲氮溫度為470 ℃及500 ℃的試樣滲氮處理后滲氮層出現(xiàn)典型脈狀組織,現(xiàn)以470 ℃滲氮試樣為例,對滲氮層脈狀組織進(jìn)行分析,結(jié)果如圖5所示。從圖5a滲氮層全貌可知滲氮層與基體存在較清晰的界限,滲氮層中脈狀組織連成線狀。對滲氮層放大(2 500倍)可知脈狀組織類似沿晶界析出,且與基體存在清晰界限(圖5b)。文獻(xiàn)[13]已證明氮原子優(yōu)先沿晶界、亞晶界、鐵素體板條間和鐵素體晶內(nèi)析出。在滲氮層中,α相氮濃度達(dá)到飽和轉(zhuǎn)變?yōu)棣谩湎?γ′相氮濃度達(dá)到飽和后形成ε相,ε相是提高滲氮層表面硬度的重要因素[14-15]。為探究滲氮層及脈狀組織成分,對脈狀組織滲氮層進(jìn)行面掃描能譜分析,分析脈狀氮化物及滲氮層的元素組成,檢驗結(jié)果見表4。

滲氮層硬度梯度曲線如圖2所示,滲氮后距表面0.05 mm處硬度由基體60.5 HRC升至68.0 HRC以上,硬度得到很大的提高。在其他滲氮工藝參數(shù)一定情況下,隨著滲氮溫度的升高,滲氮層深度增加。這是由于溫度升高,氮原子擴(kuò)散系數(shù)增加,擴(kuò)散速度加快,相同滲氮時間下滲氮層深度隨溫度的升高而增加[7]。滲氮溫度達(dá)到500 ℃時,由于此溫度接近G13Cr4Mo4Ni4V鋼的回火溫度,滲氮層表面硬度相對較低滲氮溫度時略有降低,但0.1 mm位置處由于溫度升高,氮原子活性增大,相對較低滲氮溫度滲氮時硬度有所升高。2.2 溫度對滲氮層組織影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溫度對38CrMoAl鋼離子氮化滲層性能的影響[J]. 劉振民.  熱處理技術(shù)與裝備. 2016(06)
[2]M50NiL材料復(fù)合化學(xué)熱處理后殘余應(yīng)力的預(yù)測[J]. 鄭艷華,劉秀蓮,班君,公平,張靜靜.  軸承. 2016(12)
[3]氮化溫度對24Cr2Ni4MoV鋼離子氮化顯微組織的影響[J]. 劉業(yè)超,張忠和,陳煒,陳麗娟,王思倩,程亮.  理化檢驗(物理分冊). 2016(10)
[4]不同的離子滲氮工藝對20CrMnTi鋼的滲氮層的影響[J]. 張道達(dá),堯登燦,張海軍.  南昌大學(xué)學(xué)報(工科版). 2016(01)
[5]復(fù)合化學(xué)熱處理13Cr4Mo4Ni4VA鋼摩擦磨損性能研究[J]. 江志華,佟小軍,孫楓,李志,王子君,時連衛(wèi).  航空材料學(xué)報. 2011(04)
[6]W6Mo5Cr4V2高速鋼軟氮化滲層脆性改進(jìn)的研究[J]. 雷旻,萬明攀,梁益龍,楊偉,唐登煒.  貴州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(04)
[7]快速離子氮化滲氮層相組成和微觀組織形貌研究[J]. 鐘厲,周上祺,韓西,任勤,云騰.  宇航材料工藝. 2003(01)
[8]航空高性能齒輪鋼的研究與發(fā)展[J]. 趙振業(yè).  航空材料學(xué)報. 2000(03)
[9]關(guān)于氮化層中脈狀組織的探討[J]. 劉迨,荀毓閩.  金屬熱處理. 1979(01)

碩士論文
[1]M50鋼噴丸與等離子體離子注入復(fù)合改性層組織結(jié)構(gòu)及性能[D]. 孫佩玲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]M50NiL鋼等離子體稀土滲氮/氮碳共滲層組織結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 孫湛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3114004