對(duì)表面殘存不同厚度脫碳層的38CrMoAl鋼塔形試樣進(jìn)行離子滲氮,借助顯微硬度計(jì)、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡等多種手段,對(duì)試樣滲速、硬度及滲氮前后的微觀組織進(jìn)行研究。結(jié)果表明,在殘余的脫碳層里存在較嚴(yán)重的魏氏組織;殘余脫碳越嚴(yán)重魏氏組織越多;離子滲氮的滲速隨著表面脫碳層厚度的增加先增加后降低;魏氏組織中大量的鐵素體為氮原子擴(kuò)散提供了快速滲入通道及形成大量氮化物的場(chǎng)所,在滲層表面形成大量的魚骨狀、網(wǎng)狀、脈狀氮化物,數(shù)量隨著脫碳層的增加而增加,并且不斷向滲層深處延伸。38CrMoAl鋼表面殘存脫碳層雖然有加快滲速的作用,但會(huì)增加滲層的不良組織,增加滲層剝落的風(fēng)險(xiǎn)。故38CrMoAl鋼制工件做普通調(diào)質(zhì)應(yīng)適當(dāng)加大加工余量。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(10)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

38Cr Mo Al鋼試樣示意圖

鋼中的碳與氧生成CO2或CO氣體溢出鋼鐵表面，合金元素的氧化物由于是固體，仍然留在試樣內(nèi)部;所以試樣從表面到心部形成碳的濃度梯度，高溫下心部的碳向表面擴(kuò)散[7];由于碳在高溫下具有很強(qiáng)的還原性，脫碳層里損失的一般只有C元素，而其它合金元素的含量不變;鋼中碳含量較低，在滲氮時(shí)氮化物的形成過程與飽和固溶體分解的初始階段相似，開始沿α-Fe的(001)面形成具有一個(gè)氮原子層的片狀氮化物晶胞，并與α-Fe完全共格，具有典型的氯化鈉型結(jié)構(gòu)，氮以間隙原子形式存在于氮化物晶格中;隨后，一個(gè)原子層片狀的氮化物逐漸增厚;碳原子在38Cr Mo Al鋼基體中與氮原子一樣，占據(jù)α-Fe和γ-Fe中的間隙位置，或者形成合金化合物[8～10]，所以碳元素的消失或含量降低將增加38Cr Mo Al鋼的容氮能力，增加氮?jiǎng)�。較高氮含量促使?jié)B氮前沿形成較大的氮原子濃度梯度，增加了氮原子向內(nèi)部擴(kuò)散的動(dòng)力。在38Cr Mo Al鋼表面未形成完整的滲氮層以前，表面吸附氮離子越強(qiáng)和氮?jiǎng)菰礁撸瑵B氮速度越快。N原子半徑較小，在滲氮過程中，氮以間隙擴(kuò)散為主[11];因?yàn)楣倘茉讦?Fe和γ-Fe相中的碳元素占據(jù)了α-Fe和γ-Fe中的間隙位置，減少了氮元素的擴(kuò)散通道;同時(shí)，碳元素與合金形成的合金碳化物，以純機(jī)械的方式阻礙氮的擴(kuò)散，使得擴(kuò)散激活能增加[12]。所以碳元素的減少可以加快滲氮。

綜上，當(dāng)38Cr Mo Al鋼表面存在少量的脫碳層時(shí)，促進(jìn)氮元素?cái)U(kuò)散的因素起主導(dǎo)作用;隨著脫碳層的增加，抑制氮擴(kuò)散的因素逐漸增強(qiáng)，滲氮速度逐漸降低。3.3 氮化物形成因素分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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