42CrMo钢气体渗氮与喷丸复合改性工艺及改性层组织性能研究

发布时间：2023-01-08 18:12

　　气体渗氮和喷丸处理是两种常见的材料表面强化处理方法,气体渗氮因设备简单,适应范围广,操作方便被广泛应用;喷丸强化技术能在工件表层产生剧烈的塑性变形、细化材料表层组织结构、并且产生较大的残余压应力,是提高材料表面服役性能的有效手段。本文以42CrMo钢为研究对象,研究了气体渗氮与喷丸复合改性工艺及改性层的组织和性能,探索两种工艺复合以进一步提高材料性能的可能性。本文首先研究了渗氮工艺参数对42CrMo钢组织结构的影响,发现氮势低于生成化合物层的临界氮势时,样品表面主要是α-（Fe,N）相,氮势提高时样品表面生成ε-Fe_2-3N和γ’-Fe₄N相,氮势提高和渗氮时间增加都能增加扩散层和化合物层的厚度,当发生γ’-Fe₄N相向ε-Fe_2-3N相的转变时,化合物层的厚度增加不显著。随后研究了不同表层相结构样品的硬度、韧性以及有效硬化层深度,发现高氮势样品表面的硬度大幅提高,但韧性恶化,且随着渗氮时间的增加,ε-Fe_2-3N相与γ’-Fe₄N相的比例增加,硬度进一步... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 气体渗氮技术
        1.2.1 气体渗氮的发展历程
        1.2.2 气体渗氮层组织与性能
        1.2.3 气体渗氮的原理与过程
    1.3 喷丸强化技术
        1.3.1 喷丸强化技术的发展历程
        1.3.2 喷丸强化的机制
    1.4 气体渗氮与喷丸复合改性工艺研究现状
    1.5 本文的主要研究目的及内容
第二章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
    2.2 气体渗氮及喷丸处理工艺
        2.2.1 气体渗氮工艺
        2.2.2 喷丸处理工艺
    2.3 渗氮层显微组织观察及物相表征
        2.3.1 金相(OM)和扫描电镜(SEM)观察
        2.3.2 渗氮表层的物相分析
    2.4 渗氮样品力学性能测试
        2.4.1 渗氮层的硬度
        2.4.2 渗氮层的韧性
    2.5 渗氮层残余应力
    2.6 渗氮层耐磨损性能
第三章 42CrMo钢气体渗氮行为
    3.1 42 CrMo钢气体渗氮层微观结构
    3.2 42 CrMo钢气体渗氮层硬度及韧性
        3.2.1 42 CrMo钢气体渗氮表层硬度及韧性
        3.2.2 42 CrMo钢气体渗氮层硬度分布
    3.3 42 CrMo钢气体渗氮有效硬化层深度及动力学特性
    3.4 本章小结
第四章 42CrMo钢气体渗氮与喷丸复合改性研究
    4.1 42 CrMo钢复合改性层微观组织
    4.2 42 CrMo钢复合改性层硬度及韧性
        4.2.1 复合改性表层硬度及韧性
        4.2.2 复合改性层的硬度分布规律
    4.3 42 CrMo钢复合改性表层的耐磨特性
    4.4 42 CrMo钢复合改性层残余应力状态及分布规律
    4.5 42 CrMo钢气体渗氮与喷丸复合强化磨损机理
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
创新点
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3728947