空氣—甲烷氮碳氧多元離子共滲工藝的研究

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1、重慶大學(xué)碩十論文中文摘要摘要工程上絕大多數(shù)零件的失效都是從表面開始的，丌發(fā)新的表而強(qiáng)化技術(shù)對(duì)于提高機(jī)械零件的使用壽命具有重要的意義。離子滲氮是一種利用氣體的輝光放電現(xiàn)象，將離解的活性氮原子滲入材料表面內(nèi)部，形成氮化合物層和擴(kuò)散層，從而有效提高鋼件的耐磨性、耐腐蝕性、疲勞強(qiáng)度等性能的一種化學(xué)熱處理工藝。研究和開發(fā)以離子滲氮為基礎(chǔ)的復(fù)合工藝，是當(dāng)前該領(lǐng)域的‘個(gè)熱點(diǎn)?？諝庵泻?9％氮?dú)?，是離子滲氮的理想的氮源。在空氣添加適量的甲烷氣體，實(shí)現(xiàn)以滲氮為主，以滲碳和滲氧為輔的多元共滲，不但大膽地利用了空氣，而且工藝操作簡單，成本低廉。本文采用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、x射線衍射儀、顯微硬度計(jì)、0H一

2、1型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、電化學(xué)性能分析測(cè)試儀等實(shí)驗(yàn)手段，分析測(cè)試了40Cr釧經(jīng)空氣一甲烷離子氮碳氧多元共滲工藝處理后的成分、組織、結(jié)構(gòu)和性能，并與常規(guī)離子滲氮進(jìn)行了比較，對(duì)空氣一甲烷離子氮碳氧多元共滲的機(jī)理進(jìn)行了初步分析討論。得出如下的研究結(jié)果：(1)空氣一甲烷離子氮碳氧多元共滲層的組織與常規(guī)離子滲氮層相似，由化合物層、擴(kuò)散層和基體組成。(2)經(jīng)空氣一甲烷離子氮碳氧多元共滲處理后，40Cr鋼滲層的硬度梯度平緩，且隨著甲烷添加比例的增大，最高硬度先增大而后減小，空氣和甲烷最佳混合比例時(shí)，滲層最高硬度可達(dá)540HVo2。(3)空氣一甲烷離子氮碳氧多元共滲層物相由氮化物，碳化物和氧化物組成。隨著甲烷比例

3、的提高，氧化物、氮化物含量逐漸減少，碳化物含量逐漸增多。(4)甲烷的加入不但提供了滲碳的碳源，還抑制了工件表而的過分氧化，促進(jìn)了氮?dú)獾姆纸?。甲烷與空氣的比例是工藝的關(guān)鍵控制因素，它對(duì)共滲層的硬度、物相等起著決定性的作用。(5)空氣一甲烷離子氮碳氧共滲：I：藝與普通離子滲氮層相比，共滲層具有更好的耐磨性能、抗腐蝕性能和更低的成本，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：空。i，甲烷，氮碳氧多元共滲，離子滲氮，耐磨性，機(jī)理重慶大學(xué)碩士論文英文摘要ABSTRACTinindustry,mostoffailuresofmachinepartsoftenbeginfromtheirsurfaces，SOitisim

4、portanttoexplorenewsurface—strengtheningtechnologiesinordertoimprovetheirdurability．Ionnitriding，whichisathermochemicalprocesstoimprovethewear,fatigueandcorrosionresistanceofavarietyofengineeringsteels，iswidelyusedformodemindustries．Thetreatmentinvolvestheintroductionofactivenitrogenatomsintothecomp

5、onentsurfacetoproduceamodifiedlayegconsistingofalloutercompoundlayerandaninnerdiffusionlayer．RecentlNresearchanddevelopmentofcombinedprocessesonthebasisofionnitridingarefocusinthisarea．Air，inwhichthecontentofN2is79％，istheoptimalnitricoriginofionnitriding．TheionN—C一0multicomponentpermeationisnewproce

6、ssthatutilizedthemixedgasofmethaneandairastheactiveN、C、Oatomsprovider．Introducingairintoionheattreatmentisingeniousandbold．Inthispaper,40Crsteelsamples、,veretreatedbyTheionN—C—Omulticomponentpermeation．Theconstitutionofphases，themicrostmctureandthepropertiesofthemodifiedlayerswereanalyzedusingMicros

7、copy,X—RayDiffraction(XRD)，ScanningElectronMicroscopy(SEM)，MicrohardnessApparatusandHQ一1WearingMachine，andwerecomparedwiththosetreatedbyconventionalnitriding．ThemechanismoftheionN-C—Omulticomponentper