針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)高速重載的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)新型NbVTi合金化灰鑄鐵氣缸套材料進(jìn)行了不同溫度的氣體滲氮處理。通過(guò)光學(xué)顯微鏡、維氏硬度計(jì)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、掃描電鏡等手段,研究了NbVTi合金化灰鑄鐵氣缸套表面的氣體滲氮工藝對(duì)組織性能的影響。結(jié)果表明:隨著滲氮溫度的增加,NbVTi合金化灰鑄鐵氣缸套的滲氮層深度都有所增加,距離表面100μm和130μm處的顯微硬度先增后降。在最佳的滲氮溫度570℃滲氮后,氣缸套尺寸膨脹量在0.010⁰.055 mm標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),滲氮層平均厚度約140μm,距離表面100μm擴(kuò)散區(qū)平均硬度達(dá)到500 HV0.1以上,可滿足高速重載氣缸套的使用要求。氣體滲氮后,氣缸套的摩擦磨損性能得到了大幅提高,隨著載荷的增大和速度的增加,磨損率隨之增大,其磨損機(jī)理由磨粒磨損向粘著磨損轉(zhuǎn)變。 

【文章來(lái)源】：金屬熱處理. 2020,45(08)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

氣體滲氮工藝曲線

分別測(cè)量3組試樣距離表面130、100μm兩處的顯微硬度，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2所示。從圖2中可以看出:隨著滲氮溫度的提高，距離表面130、100μm兩處的顯微硬度先增后降，當(dāng)滲氮溫度為550℃時(shí)，滲氮層厚度較小(<100μm)，距離表面130、100μm為基體組織，硬度約為280 HV0.1;隨著溫度升高到570℃，滲氮層厚度增加到140μm左右，距離表面130、100μm的組織已完成滲氮過(guò)程，生成了大量硬脆的彌散氮化物Fe2N、Fe4N等[19-20]，使顯微硬度明顯提高;當(dāng)溫度繼續(xù)上升到590℃后，表面滲氮層中的氮化物將粗化并聚集，從而使?jié)B氮層硬度略有降低。綜合考慮3種溫度下氣缸套尺寸變化、滲氮層厚度和滲氮層硬度，550℃滲氮時(shí)，滲氮層厚度較小，不能滿足試驗(yàn)及使用要求，不予選擇;570℃滲氮時(shí)，氣缸套尺寸膨脹在工藝要求的0.010～0.055 mm之內(nèi)，滲氮層平均厚度為140μm，距離表面100μm擴(kuò)散區(qū)平均硬度達(dá)到500 HV0.1以上，都符合生產(chǎn)使用要求;590℃滲氮時(shí)，滲氮層厚度較大，但氣缸套尺寸變化太大，不滿足生產(chǎn)使用要求。綜上考慮，新型NbVTi合金化灰鑄鐵氣缸套的最佳滲氮溫度為570℃。

圖3為新型NbVTi合金化灰鑄鐵氣缸套經(jīng)570℃滲氮處理后的顯微組織。從圖3(a)中可以清晰的觀察到表面的白亮層，由于氮化物和基體組織的耐蝕性不同，經(jīng)4%的硝酸酒精溶液腐蝕后，耐蝕的氮化物層與基體組織間存在一條明顯的分界線，分界線到表面的厚度即為白亮層厚度，可直接測(cè)量得出(如表2所示)。經(jīng)570℃滲氮處理后的氣缸套的白亮層厚度均勻，組織致密，硬度較高，具有良好的耐磨性能�；w組織中的石墨為片狀的A型石墨，在基體中均勻分布，A型片狀石墨可以儲(chǔ)存大量的潤(rùn)滑油，減輕氣缸套運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦磨損[21-22]。在基體組織和白亮層之間存在一定厚度的擴(kuò)散區(qū)，擴(kuò)散區(qū)同時(shí)存在基體組織和彌散的白色氮化物，深度不易通過(guò)直接觀察得到，一般采用維氏硬度測(cè)試的方法獲得，在圖3(b)中可以看到活性氮原子沿石墨擴(kuò)散形成的白色氮化物。2.4 滲氮前后的耐磨性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3137986