有氧环境下渗碳层缺陷组织及其对使用性能的影响

发布时间：2021-02-23 15:50

　　黑色组织是气体碳氮共渗及渗碳层中最容易出现的一种组织缺陷,而许多研究认为这种缺陷更容易出现在碳氮共渗层中,它的形成主要与有氧环境下的渗碳或碳氮共渗过程中发生的内氧化有关。由于渗碳或碳氮共渗工艺本身的复杂性:被处理工件材料的特殊性（如化学成分、显微组织等特点）都有可能使“内氧化”所引起的组织缺陷与传统的“黑色组织”有所不同。本论文通过对开裂失效的大型渗碳齿轮及渗碳柴油机柱塞套的剖析研究发现了两种异常内氧化缺陷组织。论文通过OPM、SEM、EDAX及显微硬度测试等分析测试手段详细研究了这两种异常组织缺陷的特点,并结合模拟固体渗碳及模拟氧化实验结果揭示其形成机理及本质,探讨改进及预防措施。论文主要研究结果如下:一、大型渗碳齿轮异常内氧化缺陷（1）渗层黑色网状组织与传统的晶界内氧化组织存在较大差异,伴随着灰色块状或条状氧化物组织的出现,除了形成非马氏体组织外,晶界出现了连续或断续分布的沿晶网状裂纹,从表观形貌上看,这种缺陷组织要比碳氮共渗内氧化引起的所谓黑色组织危害性更大。（2）由于沿晶氧化物的弹性模量与基体的弹性模量不同,在渗碳层内氧化区拉应力作用下,两者变形不协调而导致沿晶网状裂纹形成。此... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
        1.1.1 渗碳特性
        1.1.2 常用渗碳工艺
            1.1.2.1 气体渗碳法
            1.1.2.2 液体渗碳法
            1.1.2.3 固体渗碳法
        1.1.3 渗碳层常见的组织缺陷
        1.1.4 渗碳工艺中“内氧化”研究的进展
            1.1.4.1 “内氧化”产生机理
            1.1.4.2 “内氧化”对工件组织的影响
            1.1.4.3 “内氧化”对工件性能的影响
    1.2 失效分析概述
        1.2.1 工件失效原因
        1.2.2 组织缺陷分析方法
            1.2.2.1 断口分析
            1.2.2.2 化学成分分析
            1.2.2.3 金相组织检测
            1.2.2.4 力学性能测试
            1.2.2.5 模拟试验
            1.2.2.6 综合分析
    1.3 论文研究创新点及主要内容
第2章 实验材料及测试方法
    2.1 实验材料与制备
    2.2 热处理工艺
    2.3 分析测试方法
        2.3.1 扫描电镜观察
        2.3.2 金相显微镜观察
        2.3.3 成分分析
        2.3.4 硬度测定
第3章 实验结果及讨论
    3.1 渗碳层异常沿晶缺陷
        3.1.1 渗碳齿轮
            3.1.1.1 轮齿渗层截面金相组织观察
            3.1.1.2 轮齿渗层截面微区成分分析
            3.1.1.3 断口形态观察
            3.1.1.4 断口表面微区成分分析
            3.1.1.5 硬度梯度测定结果
        3.1.2 模拟渗碳处理
            3.1.2.1 渗层金相组织观察
            3.1.2.2 随炉试棒渗层截面微区成分分析
            3.1.2.3 断口观察
            3.1.2.4 试棒断口微区成分分析
            3.1.2.5 硬度梯度测定结果
        3.1.3 异常缺陷组织形成机制
        3.1.4 异常缺陷组织对渗碳件性能的影响
        3.1.5 补救措施尝试
        3.1.6 本节小结
    3.2 含 MnS夹杂基体材料的有氧渗碳层特征
        3.2.1 问题提出
        3.2.2 开裂渗碳件的检测分析
            3.2.2.1 宏观观察
            3.2.2.2 SEM观察
            3.2.2.3 断口观察
            3.2.2.4 化学成分测定
            3.2.2.5 金相组织观察
            3.2.2.6 硬度测定
        3.2.3 模拟热处理
        3.2.4 柱塞套开裂原因分析
        3.2.5 夹杂物临界尺寸对渗碳件性能的影响
        3.2.6 本节小结
第4章 结论
参考文献
致谢
研究生履历


【参考文献】：
期刊论文
[1]组合渗碳-碳氮共渗[J]. 宋庆阳.  兰州交通大学学报. 2005(01)
[2]碳氮共渗“三段控制”工艺[J]. 袁建霞,尹雪峰.  国外金属热处理. 2005(01)
[3]强力喷丸对提高碳氮共渗齿轮接触疲劳强度的研究[J]. 汪新衡,刘世军.  润滑与密封. 2004(06)
[4]扩散期对离子碳氮共渗层的影响[J]. 陈岩,陈俭康,张照军.  金属热处理. 2001(12)
[5]碳氮共渗淬火后喷丸处理改善齿轮的接触疲劳寿命[J]. 王冰,马婉康.  国外金属热处理. 2001(06)
[6]断口分析及其在失效分析中的应用[J]. 吴连生.  理化检验(物理分册). 1994(05)



本文编号：3047839