氮碳共滲是一種常見的表面化學(xué)熱處理工藝。鋼鐵材料經(jīng)過氮碳共滲后,表面一般會(huì)形成由ε和γ′組成的氮碳化合物層,使材料表面具有較高的硬度,優(yōu)良的耐磨、耐蝕等性能。對(duì)純鐵及碳素鋼而言,其氮碳共滲形成的化合物層的最大硬度大約只有600HV,具有厚度薄、韌性差等缺點(diǎn)。本文對(duì)低碳鋼的氣體氮碳共滲及后續(xù)淬火展開研究,通過調(diào)控氮碳共滲時(shí)間、NH₃和CO氣體流量、淬火溫度、淬火保溫時(shí)間等工藝參數(shù)來調(diào)控低碳鋼氣體氮碳共滲表面層的微觀組織和性能。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、金相顯微鏡（OM）、透射電子顯微鏡（TEM）以及顯微硬度計(jì)等測(cè)試儀器,探究氮碳共滲淬火試樣強(qiáng)化層的微觀結(jié)構(gòu)和性能等。主要得出以下結(jié)論:（1）低碳鋼經(jīng)過氣體氮碳共滲及后續(xù)淬火處理后,表面形成由殘余奧氏體γ相和馬氏體α′相組成的復(fù)相強(qiáng)化層,最高硬度高達(dá)1000HV_0.05。為了減少經(jīng)過淬火后試樣表層形成的孔洞,對(duì)前期氮碳共滲中氣氛流量和后續(xù)淬火參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),發(fā)現(xiàn)低NH₃和高CO流量均可以使孔洞層厚度降低。隨著奧氏體化溫度的升高和時(shí)間的延長,復(fù)相強(qiáng)化層中...

【文章來源】： 湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氣體氮碳共滲
        1.2.1 Fe-N狀態(tài)圖及相組成
        1.2.2 氣體氮碳共滲工藝參數(shù)
        1.2.3 氮碳共滲原理及氮(碳)化合物層的形成機(jī)制
    1.3 氮碳共滲復(fù)合強(qiáng)化工藝
    1.4 鋼在加熱過程中的組織轉(zhuǎn)變
    1.5 淬火
    1.6 Fe-N奧氏體的中溫轉(zhuǎn)變
        1.6.1 Fe-N/Fe-N-C奧氏體的轉(zhuǎn)變機(jī)制
        1.6.2 Fe-N/Fe-N-C馬氏體的轉(zhuǎn)變機(jī)制
    1.7 本課題研究的意義和內(nèi)容
        1.7.1 研究意義
        1.7.2 研究目的和內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)制備及分析儀器
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)試樣的制備
        2.1.4 分析試樣的制備方法
    2.2 分析方法
        2.2.1 掃描電子顯微鏡表征(SEM)
        2.2.2 透射電子顯微鏡表征(TEM)
        2.2.3 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.4 硬度測(cè)試
        2.2.5 韌性測(cè)試
        2.2.6 耐磨性測(cè)試
        2.2.7 耐蝕性測(cè)試
        2.2.8 拉伸試驗(yàn)
第3章 淬火參數(shù)對(duì)氮碳共滲及后續(xù)淬火表層的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.3 淬火溫度對(duì)表面層的影響
        3.3.1 SEM表征
        3.3.2 XRD表征
        3.3.3 顯微硬度表征
        3.3.4 韌性表征
    3.4 淬火保溫時(shí)間對(duì)表面層的影響
        3.4.1 SEM表征
        3.4.2 XRD表征
        3.4.3 顯微硬度表征
        3.4.4 韌性表征
        3.4.5 試樣的拉伸測(cè)試和拉伸斷口分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 氮碳共滲工藝參數(shù)對(duì)后續(xù)淬火復(fù)相強(qiáng)化層的影響
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.3 氮碳共滲時(shí)間對(duì)復(fù)相強(qiáng)化層的影響
        4.3.1 SEM表征
        4.3.2 XRD表征
        4.3.3 顯微硬度表征
        4.3.4 韌性表征
    4.4 共滲氣氛中NH3流量對(duì)后續(xù)淬火強(qiáng)化層的影響
        4.4.1 SEM表征
        4.4.2 XRD表征
        4.4.3 顯微硬度表征
        4.4.4 韌性表征
    4.5 共滲氣氛中CO流量對(duì)后續(xù)淬火強(qiáng)化層的影響
        4.5.1 SEM表征
        4.5.2 XRD表征
        4.5.3 顯微硬度表征
        4.5.4 韌性表征
    4.6 耐蝕性表征
    4.7 TEM表征
    4.8 本章小結(jié)
第5章 不同冷卻方式及回火對(duì)表面強(qiáng)化層的影響
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    5.3 不同連續(xù)冷卻方式對(duì)表面層的影響
        5.3.1 SEM表征
        5.3.2 XRD表征
        5.3.3 顯微硬度表征
    5.4 不同溫度分段淬火對(duì)表面層的影響
        5.4.1 SEM表征
        5.4.2 XRD表征
        5.4.3 顯微硬度表征
    5.5 回火研究
        5.5.1 NC/4-680℃/120試樣回火的SEM表征
        5.5.2 NC/4-680℃/120試樣回火的表面XRD表征
        5.5.3 NC/4-680℃/30試樣回火的SEM表征
        5.5.4 NC/4-680℃/30試樣回火的表面XRD表征
        5.5.5 回火后表面層的顯微硬度表征
    5.6 NlC/1-A與NC/4試樣的低溫回火研究
        5.6.1 SEM表征
        5.6.2 XRD表征
        5.6.3 顯微硬度表征
        5.6.4 韌性表征
        5.6.5 耐蝕性表征
        5.6.6 耐磨性表征
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3548706