【摘 要】
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气体渗氮是工业上应用最为广泛的钢铁材料表面改性技术之一,可有效提高钢铁零件表面的硬度、疲劳强度、耐腐蚀及耐磨性能等.传统气体渗氮零件表层通常由最外化合物层(Fe2-3N+Fe4N型氮化物)和次表层扩散区域组成.化合物层硬度较高但脆性较大,在重载、冲击等服役场合极易破碎、剥落,而扩散层虽然硬度稍低,但韧性及承载能力明显优良.为此,本文以获得高强度高韧性渗氮改性层为目的,提出一种可控气体渗氮与表面喷丸
【机 构】
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上海交通大学 材料改性与数值模拟研究所,上海 200240
【出 处】
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第十一届全国表面工程大会暨第八届全国青年表面工程学术会议
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气体渗氮是工业上应用最为广泛的钢铁材料表面改性技术之一,可有效提高钢铁零件表面的硬度、疲劳强度、耐腐蚀及耐磨性能等.传统气体渗氮零件表层通常由最外化合物层(Fe2-3N+Fe4N型氮化物)和次表层扩散区域组成.化合物层硬度较高但脆性较大,在重载、冲击等服役场合极易破碎、剥落,而扩散层虽然硬度稍低,但韧性及承载能力明显优良.为此,本文以获得高强度高韧性渗氮改性层为目的,提出一种可控气体渗氮与表面喷丸强化复合处理工艺,在制备韧性扩散表层的前提下,通过对其进一步表面喷丸强化获得综合强韧性能优良的复合渗氮改性层.在530℃温度及0.2～2.0氮势范围内对42CrMo钢气体渗氮处理5～15 h,首先对其渗氮表层组织、硬度及厚度等给出初步的评价,并在此基础上,对无化合物渗氮表层进行表面喷丸强化处理,系统表征复合处理渗氮层的微观组织特性、硬度分布规律及残余应力等.选取厚度相当的传统渗氮样品、无化合物渗氮样品及复合渗氮样品,分别在100～500 N不同法向载荷下磨损处理30 min,对比分析其磨损失重,依据相应的磨损形貌讨论其磨损主导机制,并结合微观组织、硬度、韧性及残余应力等揭示各样品表层对应的磨损特性,最终确定气体渗氮和喷丸处理对42CrMo钢摩擦磨损性能的影响.
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