气体渗氮后续回火工艺对2Cr13钢渗氮层影响,本文关于渗氮论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
渗氮论文参考文献：
摘 要：利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、维氏显微硬度计、摩擦实验机、弯曲实验和浸泡腐蚀实验探究了气体渗氮工艺对2Cr13钢渗氮层的微观组织结构和性能的影响.结果表明：随渗氮温度、时间的增加,渗氮层的总厚度增加,但是表面疏松层也增加.500 ℃渗氮的扩散层组织主要由含有大量位错及位错胞的马氏体和高密度的纳米CrN析出相组成；纳米CrN析出相弥散分布在晶内和位错胞的界面上,位错胞界面上的CrN颗粒数量多且尺寸略大；板条马氏体晶界析出了εFe2-3N或者（Cr,Fe）2N析出相.当渗氮温度升高至550 ℃时,马氏体本身发生了回复,CrN以薄片形式析出,使扩散层组织呈现为由αFe和CrN组成的片状珠光体形态.2Cr13钢气体渗氮表面硬度随渗氮温度的升高先升高后下降,在500 ℃达到峰值硬度（1 274 HV0.5）.450 ℃ 和 500 ℃渗氮扩散层的硬度可高达1 300 HV0.1以上,但是随渗氮温度进一步升高而明显降低.500 ℃/5 h气体渗氮可同时提高2Cr13钢的耐磨性和抗腐蚀性,但是其弯曲韧性降低.500 ℃渗氮的2Cr13钢试样,不管是水冷还是空冷,或者再进行420 ℃回火2 h处理,其扩散层组织均没有大的改变,因此其硬度没有明显变化,均维持在1 000 HV0.1以上.
关键词：2Cr13钢；气体渗氮；硬度；CrN析出相；微观组织结构
中图分类号：TG113；TG161；TG156.8 文献标识码：A
2Cr13不锈钢具有高强度及中等耐蚀性的特点,主要用于制造工作环境温度在450 ℃以下的汽轮机叶片、餐具和耐蚀刃具、齿轮及轴承等在腐蚀条件下对硬度和耐磨性要求较高并可承受高冲击载荷的零件[1].但由于2Cr13不锈钢含碳量较低致使工件表面硬度较低、耐磨性较差,制约了2Cr13不锈钢在工业生产上的应用.为了解决2Cr13钢材本身的缺陷,工业上往往通过对其进行表面强化处理,使得工件表层获得较高的硬度和耐磨性.渗氮是工業生产上应用得最为广泛的表面强化处理手段之一[2-15],不锈钢经渗氮处理后表层形成具有高硬度的渗氮层[4-15],可显著提高试样表面的耐磨性.
对于不锈钢的渗氮处理通常采用离子渗氮技术.因为不锈钢易于在其表面形成一层致密的氧化膜,该氧化膜在离子渗氮过程中可以利用离子束轰击去除,而在气体渗氮过程中将会阻碍渗氮的进程, 因此有关2Cr13不锈钢气体渗氮方面的文献较少.相对离子渗氮而言,气体渗氮处理具有工艺操作简单、无死角全方位表面渗氮、工业应用更广泛等特点 [16-17],因此本文研究气体渗氮工艺对2Cr13不锈钢渗层组织和性能的影响.
另外,文献[7,13]采用X射线衍射（XRD）技术研究马氏体不锈钢渗氮层的相组成和演变规律,得出低温渗氮形成了N过饱和的αN相和εFe2-3N氮化物,使渗氮层的硬度、耐磨性得到大幅提升；升高渗氮温度,αN相逐渐转变为α相和CrN相,形成由α相、εFe2-3N相、γ′Fe4N相和CrN相组成的渗氮层,使得渗层的硬度下降.Xu等[4]采用透射电镜（TEM）表征了奥氏体不锈钢渗氮扩散层的微观组织,提出CrN析出相形态类似于钢中的渗碳体（Fe3C）,且和α基体保持KS或者NW关系.自文献[4]以后,许多研究者将马氏体不锈钢渗氮层中片状组织都认定为片状CrN析出相.事实上,淬火态或者固溶态的马氏体不锈钢在渗氮前就应该存在板条马氏体组织,这种板条马氏体组织耐腐蚀性很好而不易被稀硝酸乙醇溶液腐蚀,当氮进入马氏体后会形成氮化物,尤其是在晶界上析出了氮化物,其周围出现贫Cr,这使得板条马氏体容易显示出来,因此在扫描电镜或者光学显微镜图像中的片条组织不一定是CrN.本文采用TEM研究了2Cr13钢不同温度渗氮试样的析出相,发现500 ℃渗氮扩散层中的CrN析出相主要为细小的纳米颗粒,550 ℃渗氮扩散层中的CrN析出相才连成大的薄片状；500 ℃渗氮扩散层中板条马氏体界面上的析出相主要为六方晶体的εFe2-3N或者（Cr,Fe）2N析出相.
1 实验材料及方法
实验材料选用0.5 mm厚和5 mm厚的2Cr13马氏体不锈钢钢带和钢板,其初始状态均为固溶态,基体组织为马氏体组织,基体硬度为183 HV0.5,其主要化学成分（质量分数/%）为：C 0.15,Cr 13.2,Mn 0.95,Si 0.96,P 0.035,S 0.027,Fe余量.进行气体渗氮前,先用2000#砂纸对基材进行打磨以去除不锈钢表面的氧化膜,然后用丙酮除油,最后依次用水、酒精清洗.
实验试样置于管式电炉（石英管内径为76 mm）中进行纯氨（99.9%）气体渗氮处理,采用质量流量仪控制氨气流量,氨气流量统一控制在190 mL/min.本文渗氮温度依次设定为450 ℃, 500 ℃, 550 ℃, 600 ℃,渗氮时间分别设定为5 h, 10 h, 20 h,渗氮后的冷却方式采用水冷和空冷,对500 ℃/5 h渗氮水冷试样进行420 ℃/2 h的后续回火处理.实验试样命名方式及其渗氮工艺见表1.
实验采用LeitzMM6光学显微镜（OM）、Siemens D5000型X射线衍射仪（XRD）、FEI Quanta 200扫描电子显微镜（SEM）、JEM3010透射电镜（TEM）对渗氮层的组织形貌和微观结构进行表征；采用HV1000Z硬度计对试样截面及表面进行硬度测量,加载载荷分别为100 g和500 g,持续时间为15 s.采用UMT3摩擦实验机对试样进行耐磨性测试,试样尺寸为30 mm×20 mm×5 mm,实验加载力为60 N,转速300 r/min,时间30 min.采用浸泡腐蚀试验对试样进行抗腐蚀性能表征,腐蚀条件为：质量分数为3.5%的NaCl溶液,腐蚀温度为50 ℃,时间36 h.采用Instron3369材料力学试验机对原始未渗氮试样和500/5W渗氮试样进行三点弯曲实验,按照GB/T 232—2010制备5 mm×5 mm×100 mm的三点弯曲试样,测试速度为2 mm/min,测试3次.
结论：大学硕士与本科渗氮毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写渗氮处理方面论文范文。
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