氮化工艺对18Ni马氏体时效钢力学性能的影响

发布时间：2019-09-24 22:17

【摘要】：18Ni300马氏体时效钢以其优异的强韧匹配性,在航空、航天和核电等重要领域得到广泛应用。现有研究表明表面氮化后18Ni马氏体时效钢的疲劳抗力和磨损抗力明显提高,这进一步拓宽了 18Ni马氏体时效钢的使用范畴。然而,氮化后表面高硬度氮化层对材料强韧性的影响缺乏系统性的研究。本文通过研究18Ni300马氏体时效钢的热处理工艺,以及离子氮化和气体氮化对其力学性能的影响,得到适合18Ni300马氏体时效钢的氮化工艺。研究结果表明在820℃×1小时的固溶处理前,进行900℃×1小时的预处理,可以显著细化18Ni300马氏体时效钢晶粒。在480℃时效6-12小时,强韧度匹配最佳。提高时效温度,会缩短最佳强韧度所需时效时间。同时,时效温度和时间会对18Ni300马氏体时效钢的缺口敏感性有一定影响。对 480℃×24h、480℃×48h,500℃×24h,500℃×48h 四种不同的氮化制度进行研究,得到不同氮化制度对氮化层表面硬度、氮化层深和硬度分布对材料性能的影响。升高氮化温度和延长氮化时间对氮化层硬度影响不大,但是会提高含氮化层构件的缺口敏感性,缺口敏感指数由480℃×24h的1.18,降低到500℃×48h的0.917。极低位移速度(0.0015mm/min)缺口拉伸的抗拉强度不下降,证明气体氮化并未增大延迟断裂倾向。480℃×6小时时效后,再进行480℃×9小时的离子氮化,材料表面形成102μm的氮化层,其硬度从表面HV820平缓下降到基体的HV610。氮化层表面形成Fe4N硬化相,未出现Fe2.3N脆性相。与气体氮化相比,离子氮化工艺复杂,不适合大型构件。适合18Ni300马氏体时效钢的最佳氮化工艺为480℃气体氮化48小时。
[Abstract]:18Ni300 maraging steel is widely used in aviation, aerospace and nuclear power due to its excellent strength and toughness matching. The present research shows that the fatigue resistance and wear resistance of 18Ni maraging steel after surface nitridation are obviously improved, which further widens the scope of application of 18Ni maraging steel. However, there is no systematic study on the effect of high hardness nitrided layer on the strength and toughness of the materials after nitridation. By studying the heat treatment process of 18Ni300 maraging steel and the effects of ion nitridation and gas nitriding on its mechanical properties, a suitable nitriding process for 18Ni300 maraging steel was obtained. The results show that the grain size of 18Ni300 maraging steel can be significantly refined by pretreatment at 900 鈩，

【学位级别】：硕士


本文编号：2399776