滲碳和噴丸對(duì)17CrNiMo6鋼組織和性能的影響.pdf

1、本文對(duì)17CrNiMo6鋼試樣分別進(jìn)行滲碳、噴丸和滲碳+噴丸強(qiáng)化處理后，研究了試樣表面強(qiáng)化層的組織結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能。17CrNiMo6鋼作為一種重載齒輪用鋼，工作中要求齒輪具有外硬內(nèi)韌的特性，生產(chǎn)中通常采用滲碳處理。本文利用Jmatpro和Thermo-calc軟件進(jìn)行材料熱力學(xué)以及性能計(jì)算，分析17CrNiMo6鋼滲碳處理后強(qiáng)化層的組織結(jié)構(gòu)和性能，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，為滲碳工藝的優(yōu)化提供參考。
　　文中17CrNiMo6鋼滲

2、碳處理后全滲碳層的厚度約為3.8mm。從試樣表面至基體，碳濃度隨層深的增加而逐漸減少：表層0～2.2mm區(qū)域碳濃度梯度變化較快，2.2~3.8mm區(qū)域較緩，逐步過(guò)渡到母材成分。滲碳層的最大硬度為743.1HV，出現(xiàn)在試樣的次表層，距表面78μm處。硬度隨層深的增加而逐漸減小，有效硬化層厚度約為3~3.2mm。17CrNiMo6鋼滲碳淬火處理后表層組織為馬氏體、殘余奧氏體及碳化物，其中殘余奧氏體和滲碳體的含量隨層深的增加而減少。滲碳層的殘

3、余應(yīng)力為壓應(yīng)力，表面殘余壓應(yīng)力為-21MPa，最大殘余壓應(yīng)力為-217MPa，出現(xiàn)在距表面204um處。
　　對(duì)17CrNiMo6鋼滲碳和未滲碳試樣分別進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理，噴丸強(qiáng)度為0.2mmA—0.6mmA和0.3mmA—0.6mmA，并分析了噴丸強(qiáng)化試樣表層的組織和性能。結(jié)果表明，未滲碳試樣噴丸強(qiáng)化處理后，試樣表面可觀(guān)察到明顯的彈坑痕跡。噴丸強(qiáng)度越大表面粗糙度越高，噴丸強(qiáng)度為0.6mmA時(shí)Ra為4.35μm比0.3mmA增加了4

4、1.2％；表面硬度隨噴丸強(qiáng)度的增加而增加，0.6mmA強(qiáng)度下的表面硬度為624.22HV比心部材料提高了55.2%。
　　滲碳試樣噴丸強(qiáng)化處理后，試樣表層殘余奧氏體消失，噴丸強(qiáng)度越大表層晶粒細(xì)化越明顯。噴丸強(qiáng)化處理可以進(jìn)一步提高滲碳試樣的表面硬度，且隨噴丸強(qiáng)度的增加而變大。噴丸強(qiáng)度0.6mmA時(shí)試樣的表面硬度為977.90HV，比心部材料和0.3mmA分別提高了110.3%和12.0%。但試樣表面粗糙度為Ra/1.51μm，比0.

5、3mmA增加了91.1%。本文分析了17CrNiMo6鋼滲碳試樣噴丸強(qiáng)化后表層殘余應(yīng)力，試樣表層殘余應(yīng)力均為壓應(yīng)力。最大殘余壓應(yīng)力出現(xiàn)的位置距表面約50～80μm處。隨著噴丸強(qiáng)度的增加殘余壓應(yīng)力層的深度變大。當(dāng)噴丸強(qiáng)度為0.6mmA時(shí)，噴丸試樣的殘余壓應(yīng)力層深度約為302μm。噴丸強(qiáng)度為0.5mmA時(shí)，滲碳試樣表面殘余應(yīng)力和最大殘余應(yīng)力均最大，分別為-870MPa和-1221MPa。因此，噴丸強(qiáng)度0.5mmA對(duì)17CrNiMo6鋼滲碳試