M50NiL钢等离子体渗氮层组织结构与性能

发布时间：2023-04-13 20:33

　　M50NiL钢作为新一代的轴承钢,广泛应用于航空轴承上,实际应用过程中要求其具有良好的耐磨性,高的抗塑性变形能力以及高的表面硬度等性能,来满足其服役要求。本文设计不同的等离子体渗氮工艺来处理淬火态的M50NiL钢,包括不同温度、不同氮氢比和时间,利用硬度计及摩擦磨损试验机研究不同等离子体渗氮工艺下的力学性能和摩擦磨损性能,并通过第一性原理对渗氮过程中生成的氮化物进行了研究。在不同工艺下渗氮,渗氮后的表面相组成主要为?′-Fe₄N和ε-Fe_2-3N和α′_N,氮氢比对组织结构和渗层厚度影响不大,但温度对相结构的影响较大,在低温渗氮时表面的相结构中主要为ε-Fe_2-3N和α′_N,随着温度的升高,渗层中的ε-Fe_2-3N逐渐较少,?′-Fe₄N逐渐增多,说明随着温度的升高,ε-Fe_2-3N逐渐向?′-Fe₄N转变。经过渗氮后的衍射峰发生宽化,透射电镜下观察显示有纳米晶的产生,同时伴随着非晶。渗氮时间...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 等离子体渗氮技术的研究现状
        1.2.1 等离子体渗氮原理
        1.2.2 等离子渗氮层的组织结构
        1.2.3 等离子渗氮层的性能
    1.3 表面纳米化研究进展
    1.4 渗氮层微结构的第一性原理表征
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 热处理及等离子体渗氮设备
    2.3 工艺方案
    2.4 分析测试方法
        2.4.1 金相组织观察
        2.4.2 渗层微观形貌观察和成分分析
        2.4.3 相结构分析
        2.4.4 渗层微结构的TEM表征
    2.5 渗层性能表征
        2.5.1 显微硬度测试
        2.5.2 摩擦磨损性能测试
        2.5.3 腐蚀性能测试
    2.6 渗层微结构的第一性原理表征
第3章 M50NiL钢等离子体渗氮渗层组织结构
    3.1 等离子体渗氮的氮氢比对渗层的影响
        3.1.1 氮氢比对渗层组织结构的影响
        3.1.2 氮氢比对渗层表面形貌的影响
    3.2 等离子体渗氮温度对渗层组织结构的影响
        3.2.1 温度对渗氮层组织结构的影响
        3.2.2 温度对渗层表面形貌的影响
    3.3 等离子渗氮动力学
        3.3.1 组织结构演变规律
        3.3.2 表面形貌的演变
    3.4 渗氮扩散过程分析
    3.5 等离子体渗氮层的纳米化表征
    3.6 本章小结
第4章 M50NiL钢等离子渗氮层力学和耐蚀性能及摩擦学行为
    4.1 M50NiL钢等离子体渗氮层显微硬度分布
    4.2 M50NiL钢等离子体渗氮层摩擦学行为及磨损机制
        4.2.1 不同温度渗氮的摩擦学行为
        4.2.2 不同氮氢比渗氮后的摩擦学行为
        4.2.3 不同时间渗氮的摩擦学行为
    4.3 等离子体渗氮层的腐蚀性能
    4.4 本章小结
第5章 等离子体渗氮层氮化物的第一性原理表征
    5.1 计算方法及相结构稳定性研究
    5.2 态密度分析
    5.3 弹性性质
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3790667