等離子體低溫滲氮調(diào)幅分解組織納米化與深層擴(kuò)散研究.pdf

1、本文對合金碳鋼表面等離子體滲氮是否發(fā)生調(diào)幅分解現(xiàn)象進(jìn)行研究,通過熱力學(xué)方法計算發(fā)生調(diào)幅分解的溫度和成分范圍,進(jìn)而用數(shù)值模擬預(yù)測低氮化合物相體積分?jǐn)?shù),然后在調(diào)幅分解范圍內(nèi)開展等離子體滲氮實驗,用XRD、TEM等表征手段證實調(diào)幅分解的發(fā)生,最后通過性能測試來說明滲氮過程發(fā)生調(diào)幅分解的優(yōu)勢,并認(rèn)為調(diào)幅分解是固溶預(yù)處理后等離子滲氮組織納米化與深層滲的關(guān)鍵。
　　用偽二元模型計算 Fe-Cr-N體系自由能-成分曲線能很好地解釋低氮化合物相

2、FeNz(z=0.0324-0.095)與含氮馬氏體是通過上坡擴(kuò)散的調(diào)幅分解生成的,并且得到了發(fā)生調(diào)幅分解的最高溫度與最佳氮含量分別為1969K和N=1.85wt.％。另外,隨著溫度的上升,調(diào)幅分解越發(fā)容易,但是又不能超過奧氏體化溫度863K。由相場模擬可知,調(diào)幅分解生成了低體積分?jǐn)?shù)的低氮化合相 FeNz,其形態(tài)多為圓形顆粒狀,從理論計算得到 FeNz相體積分?jǐn)?shù)在[0.61%,39.5%]之間,而模擬結(jié)果顯示只有不到3%,兩者雖有出入但

3、可以預(yù)測其為低體積分?jǐn)?shù)。
　　在隨后的試驗中不但證實了調(diào)幅分解并且得到了表面納米級別的含氮馬氏體與低體積分?jǐn)?shù)的FeNz兩相。對40CrNi鋼520?C等離子體滲氮發(fā)生調(diào)幅分解的試樣做表面 TEM觀察可知,表面為納米級的含氮馬氏體與FeNz,尺寸在10-30nm之間,并伴有非晶。其他鋼種如2Cr13、17-4PH等離子滲氮同樣也觀察到了納米晶和非晶現(xiàn)象。最后的顯微硬度與摩擦磨損性能測試表明,若等離子體滲氮過程中出現(xiàn)調(diào)幅分解,不但能導(dǎo)