對(duì)H13鋼分別進(jìn)行低溫滲硼和高溫滲硼+真空淬火+回火處理,研究了不同表面處理工藝下H13鋼滲硼層的顯微組織、硬度、物相組成及其抗熱熔損性能。結(jié)果表明:經(jīng)滲硼處理后,H13鋼表面形成了一層連續(xù)致密的硼化物層,其硬度約為1 500HV;低溫滲硼層厚度約為5μm,由Fe₂B、FeB和Fe₃（C,B）相組成,高溫滲硼層厚度約為35μm,由單相Fe₂B組成;未滲硼、低溫滲硼和高溫滲硼試樣的失重量和失重率依次減少,高溫滲硼試樣的抗熔損性能優(yōu)于低溫滲硼試樣的抗熔損性能。 

【文章來源】：機(jī)械工程材料. 2020,44(S2)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

低溫和高溫滲硼處理后滲硼層的橫截面形貌

由圖2可以看出，滲硼處理后試樣硬度從表面向心部依次降低，分別為硼化物層、過渡區(qū)和基體。其中硼化物層硬度約為1500 HV，基體硬度約為460HV，過渡區(qū)硬度明顯高于基體硬度，這是因?yàn)闈B硼時(shí)，碳和硅原子沒有擴(kuò)散到過渡區(qū)，硼化物層與H13基體未形成硬度偏低的軟區(qū)，中間過渡區(qū)對(duì)硼化物層具有良好的支撐作用，且更有利于硼化物層與基體的結(jié)合[9]。有研究表明，H13鋼中硅含量較高時(shí)，硅原子不會(huì)固溶于硼化物中，在滲硼過程中硅原子向過渡區(qū)擴(kuò)散，造成硅元素富集，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)熱處理時(shí)過渡區(qū)奧氏體化不充分，所得馬氏體淬硬性偏低而形成軟區(qū)[10]，在截面硬度上直接體現(xiàn)為在滲層與基體之間出現(xiàn)硬度較低區(qū)域。結(jié)合圖1和圖2可知，與低溫滲硼試樣相比，高溫滲硼試樣滲硼層和過渡區(qū)的厚度及顯微硬度明顯提高，其中硼化物層的厚度增加了約85%。滲硼層的生長(zhǎng)速率常數(shù)K與溫度T之間存在類似Arrhenius方程[11]的關(guān)系：

由圖3可以看出：低溫和高溫滲硼處理后試樣表面均未檢測(cè)到α-Fe的衍射峰，表明試樣表面已經(jīng)完全被硼化物所覆蓋，且硼化物層具有一定厚度；高溫滲硼處理后的滲硼層由單相Fe2B組成，未出現(xiàn)FeB相，低溫滲硼處理后的滲硼層主要由Fe2B和FeB兩相組成，還出現(xiàn)了Fe3(C,B）相的衍射峰。這是因?yàn)镕e3(C,B）與滲碳體同屬正交晶系，且硼原子和碳原子半徑相近，故Fe3C中的碳原子能夠被硼原子置換形成含硼滲碳體Fe3(C,B)[7,9]。低溫滲硼處理后滲硼層中鐵硼相的最強(qiáng)衍射峰明顯弱于高溫滲硼層的，說明低溫滲硼時(shí)硼化物的擇優(yōu)取向生長(zhǎng)特性沒有高溫滲硼時(shí)的顯著，這與滲硼層截面形貌分析結(jié)果相符合。2.3 抗熔損性能

【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)：3266146