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《鋼經(jīng)形變的硼鉻稀土低溫共滲研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要由于滲硼溫度較高(一般在850℃以上)，會(huì)帶來能源消耗大，工件容易變形，滲層脆性大、易剝落等問題，限制了滲硼工藝的使用范圍，在Al相變線以下進(jìn)行低溫滲硼，能改善滲層性能、降低能耗和減少工件變形，從而把滲硼工藝應(yīng)用到一些形狀復(fù)雜、熱處理后對(duì)尺寸精度與耐磨性都有特殊要求的零件上，進(jìn)一步擴(kuò)大滲硼工藝的應(yīng)用。但低溫滲硼存在滲層淺且不夠均勻等問題，通過對(duì)試樣進(jìn)行冷塑性變形，使其表面產(chǎn)生大量不同的晶體缺陷，為活性硼原子提供擴(kuò)散通道，加速共滲層的形成。本文通過對(duì)中低碳鋼進(jìn)行噴丸和壓縮處理，提高低溫滲硼速度。固體法滲硼不
2、存在氣體法和液體法的缺點(diǎn)，發(fā)展迅速。但是，限制固體滲硼應(yīng)用的最大障礙是滲硼層淺、脆性大。研究證實(shí)，稀土元素作為催滲劑可明顯提高滲硼速度，而鉻能降低硼化物層的脆性，因此，硼鉻稀土共滲能顯著改善滲層組織性能，并大幅度提高滲硼速度。本文所用滲劑是經(jīng)正交實(shí)驗(yàn)精選出的粉末狀硼鉻稀土共滲劑。對(duì)中低碳鋼分別噴丸0．5h、1h、1．5h和壓縮10％、20％、30％后，在600℃和650℃時(shí)分別共滲4h、6h和8h，利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、顯微硬度計(jì)(HV-]000、HX．1000)、X射線衍射儀(X】D)、ws．2002涂層附著
3、力自動(dòng)劃痕儀等系統(tǒng)研究和分析了不同熱處理工藝條件下噴丸、壓縮處理對(duì)低、中碳鋼硼鉻稀土低溫共滲的共滲層層深、組織和性能的影響。對(duì)不同熱處理工藝下冷塑性變形對(duì)20鋼硼鉻稀土低溫共滲的研究表明，冷塑性變形后滲層深度得到大幅提升。在650℃×4h共滲工藝下，未變形試樣滲層可達(dá)201am，噴丸1．5h后可達(dá)339m，滲速提高了65％，壓縮30％后可達(dá)351．tm，滲速提高了75％；在650℃x8h共滲工藝下，未變形試樣滲層可達(dá)301xm，噴丸1．5h后可達(dá)431am，滲速提高了43．3％，壓縮30％后可達(dá)421．tm，滲速提高了40％。而在6
4、00℃的各種共滲工藝得到的共滲層深度都比較淺，只有十幾個(gè)微米，．最深259m，可見溫度對(duì)其影響之大。測(cè)試了20鋼共滲層在不同工藝下的顯微硬度、相組成及共滲層脆性。研究表明，20鋼共滲層的硬度基本沒有發(fā)生變化，脆性較高溫共滲層小得多，三鉀試劑侵蝕和XRD測(cè)試證明，共滲層主要由Fe2B相組成，有少量FeB彌散分布在共滲層外層。對(duì)45鋼的測(cè)試結(jié)果基本和20鋼相同，只是在同種工藝下滲層深度稍微有所減少。在650℃x4h共滲工藝下，未變形試樣滲層可達(dá)189m，噴丸1．5h后可達(dá)261ma，滲速提山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文高了44．4％，壓縮30
5、％后可達(dá)28pro，滲速提高了55。6％；在650℃x8h共滲工藝下，未變形試樣滲層可達(dá)289m，噴丸1．5h后可達(dá)399m，滲速提高了39．3％，壓縮30％后可達(dá)389m，滲速提高了35．7％，冷塑性變形后的共滲層深度同樣得到大幅提升。同樣測(cè)試了45鋼共滲層硬度、脆性和相組成，結(jié)果表明，45鋼共滲層的硬度基本沒有發(fā)生變化，脆性較高溫共滲層小得多，三鉀試劑侵蝕和XRD測(cè)試證明，共滲層是由Fe2B單相組成。通過對(duì)20鋼、45鋼共滲層組織的觀察發(fā)現(xiàn)，噴丸和壓縮變形對(duì)改變鋼低溫共滲層的組織沒有太大影響；而溫度和時(shí)間對(duì)其影響較大，低溫共滲層
6、比高溫共滲層組織致密，疏松孔洞較少，但硼齒不如高溫共滲層明顯；隨著共滲時(shí)間的延長(zhǎng)，低溫共滲層的硼齒變得明顯，但依然沒有高溫共滲層那樣顯著。對(duì)硼鉻稀土低溫共滲的機(jī)理進(jìn)行了研究，并對(duì)其擴(kuò)散激活能進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，20鋼和45鋼在各種低溫共滲工藝下，冷塑性變形造成的位錯(cuò)等晶體缺陷大幅度降低了活性硼原子在基體中的擴(kuò)散激活能。在650。Cx8h下，20鋼噴丸1．5h擴(kuò)散激活能相較于未變形時(shí)降低了8278．18J．mol一，壓縮30％后降低了9487．99J·mol一；45鋼噴丸1．5h擴(kuò)散激活能相較于未變形時(shí)降低了11766．00J·mo
7、l～，壓縮30％后降低了12874．11J．mol一。綜上所述，硼鉻稀土低溫共滲層性能得到了改善，且通過冷塑性變形可以增加碳鋼共滲層的深度，提高其共滲速度。本課題的研究為豐富形變化學(xué)熱處理的動(dòng)力學(xué)及其相關(guān)原理方面打下了一定的基礎(chǔ)，并在提高滲速、改善工件滲層組織和性能，節(jié)約生產(chǎn)成本及提高生產(chǎn)效率等方面具有很好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：硼鉻稀土低溫共滲，噴丸，壓縮，共滲層深度，相組成，硬度，脆性Il山東建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文StudyonChrome-RE-BoronizingatlowTemperatureforCarbonSteelstre
8、atedbyColdPlasticDeformationZhangNannan(MaterialsProcessingEngineering)DirectedbyXuBinABSTRACTAsweallknow,boronizingp
