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行业技术|35CrMoA钢激光淬火/渗氮改性层脆性研究

   更新日期:2017-03-25     来源:建材之家    作者:博一建材    浏览:50    评论:0    
核心提示:在实际工程应用中经常要对材料进行渗氮处理以形成表面强化层,来提高其耐磨和耐蚀性能。气体渗氮层具有较高的硬度、耐磨性、抗咬合性能和抗蚀性能,但由于白亮层疏松及渗氮表层脆性大,易导致裂纹而降低其抗腐蚀性能,同时裂纹的产生会导致点偶腐蚀而加速裂纹的扩展,从而影响其使用寿命。激光表面强化后可使组织晶粒发生细化,位错、孪晶等缺陷增加,使参与界面交换的原子数量大大增加,同时表面的化学活性也显著提高,而晶间形成

装修选材|贵妃椅的摆放技巧 你不可不知的五个风水知识

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博一建材讯:在实际工程应用中经常要对材料进行渗氮处理以形成表面强化层,来提高其耐磨和耐蚀性能。气体渗氮层具有较高的硬度、耐磨性、抗咬合性能和抗蚀性能,但由于白亮层疏松及渗氮表层脆性大,易导致裂纹而降低其抗腐蚀性能,同时裂纹的产生会导致点偶腐蚀而加速裂纹的扩展,从而影响其使用寿命。

激光表面强化后可使组织晶粒发生细化,位错、孪晶等缺陷增加,使参与界面交换的原子数量大大增加,同时表面的化学活性也显著提高,而晶间形成的高体积分数界面,也为原子的扩散提供了快捷通道,能明显地加快原子扩散的动力学过程。激光淬火后的组织晶粒细化,可达到准纳米级别,在一定程度上可以促进渗氮的进行。因此,从微观组织的层面上研究了激光淬火对催渗、组织结构、N元素分布及渗氮层脆性的影响。

实验原始材料为35CrMoA钢,其调质工艺为850℃×0.5h油冷+560℃×0.4h油冷,试样精磨至表面粗糙度0.8μm,其原始组织为回火索氏体。

试验采用横流CO2激光器,矩形光斑尺寸为10mm×1mm,激光功率为2kW,扫描速度为2000mm/min,其多道搭接率为20%。激光淬火和未淬火试样同一渗碳炉内渗氮,氮化介质为NH3,其分解率为35%,渗氮升温速率为80℃/h,渗氮温度530℃,渗氮时间10h。

利用扫描电镜、透射电镜、纳米压痕仪、划痕测试仪对渗氮层N分布、精细结构、显微硬度及脆性进行分析。

结果表明:(1)激光淬火/渗氮层中Cr2N的晶粒数量增多,颗粒较小,白亮层表层的显微硬度由气体渗氮的0.15GPa提高到激光淬火/渗氮的0.65GPa。(2)激光淬火/渗氮表层的N含量降低,渗氮层N浓度曲线降低趋势平缓,N的总扩散通量增加,渗氮层厚度由气体渗氮层的0.17mm提高到激光淬火/渗氮层的0.25mm。(3)渗氮层的脆断压力由气体渗氮层的3N提高为激光淬火/渗氮层的6N。

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