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发表于 2013-3-30 17:36:17
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纳米化表面360℃脉冲等离子氮化研究(摘要)
(哈工大材料科学与工程学院 刘瑞良等)
摘要:本文主要研究了3J33马氏体时效钢表面纳米化后,在360℃下脉冲等离子体渗氮0.50~24h之不同时间下的渗氮行为。通过硬度法测量了渗层厚度。结果发现,在360℃下即可实现快速渗氮。当渗氮时间达8h时,渗层可达50μm以上,硬度为800HV0.05左右;但8h后再延长时间则渗层未见明显增加。用X射线衍射法标定了渗氮层中的相的成分。结果表明,渗层中并不含Fe4N或Fe3N,而是含量较低的氮化物FeN0.0324.纳米压痕试验表明,渗氮后深层硬度可达13Gpa左右,比未渗氮试样硬度高3倍以上。
实验材料及实验方法
实验材料为3J33马氏体时效钢,其化学成分(质量分数,%)为:0.007C,19.08Ni,9.15Co,5.06Mo,0.45Ti,0.075Al,其余为Fe。材料经过纳米化处理后为直径3.05mm线材。纳米化表面渗氮的核心思想是,在不降低强度的前提下,利用纳米晶粒晶界提供的快速扩散通道,加快渗氮速度,降低渗氮温度,减少时间,进而减少变形,提高工件精度和成品率,降低成本。
将纳米后的线材切割成Φ3.05×10mm的小试棒。然后将先后经过丙酮和酒精清洗的试样放置于脉冲等离子体渗氮炉的等温区内,渗氮气氛为25N2—75H2(体积分数,下同)的混合气,电压650V,在360℃和400℃下进行0.5~024h的不同时间的渗氮。
结论
1)3J33马氏体时效钢经表面纳米化后,在360℃即可实现快速氮化,当渗氮时间达8h时渗层可达50μm左右,硬度为800HV0.05左右,但8h后渗层没有明显增加;
2)X射线衍射结果表明360℃下渗氮后有类似于含氮量较低的低氮化物FeN0.0324生成;
3)纳米压痕试验表明渗氮层的硬度可高达13Gpa。
——摘自《热处理技术与装备》(2008,No.2)
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