喷丸强化与稀土催渗等离子多元共渗工艺及性能研究

发布时间：2024-06-02 13:08

　　随着市场对金属零件质量与使用寿命的要求越来越高,单一等离子渗氮工艺很难满足实际生产需求,复合强化工艺成为了重要发展方向。喷丸工艺能够使金属零件在常温下表层发生循环弹、塑性变形,晶粒得到细化,晶界面积增加,位错密度增高,晶格畸变加剧,在表面形成残余压应力,强化金属零件表面性能。稀土元素能够活化气相,加速共渗介质的电离,产生更多活性原子,并且稀土元素吸附大量活性原子形成“气团”造成的浓度差可以促进活性原子向基体扩散,增加渗层厚度。本文以等离子多元共渗为基础,运用喷丸强化、稀土催渗的复合工艺处理试样,为等离子渗氮新工艺的发展提供参考方向。本次试验选取38CrMoAl钢和40Cr钢作为试验材料,保温温度、保温时间、氨气流量、稀土作为等离子多元共渗的主要研究因素,采用正交试验法设计实验方案,选择表面硬度和渗层深度作为共渗效果参考标准,根据极差分析法选出最优工艺。然后,在最优工艺参数条件下进行喷丸强化与稀土催渗等离子多元共渗试验、稀土催渗与等离子多元共渗试验、等离子多元共渗试验。通过对试样表面硬度检测、渗层深度检测、金相显微组织观察、SEM形貌观察、EDS能谱分析、X射线衍射分析,比较三种不同工艺...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 表面工程
    1.2 等离子渗氮
        1.2.1 等离子体
        1.2.2 辉光放电
        1.2.3 等离子渗氮原理
        1.2.4 等离子渗氮的特点
        1.2.5 等离子渗氮发展趋势
    1.3 喷丸强化
        1.3.1 喷丸强化的基本原理
        1.3.2 喷丸工艺
    1.4 稀土催渗
        1.4.1 稀土催渗发展概况
        1.4.2 稀土催渗机制
    1.5 本文研究的意义、内容及创新点
        1.5.1 本文研究的意义
        1.5.2 本文研究的内容
        1.5.3 本文研究的创新点
第二章 试验内容与测试方法
    2.1 试样制备
        2.1.1 材料选择
        2.1.2 调质处理
        2.1.3 试样加工
        2.1.4 喷丸预处理
    2.2 试验方案
    2.3 试验检测方法
        2.3.1 表面硬度及渗层深度检测
        2.3.2 金相显微组织观察
        2.3.3 扫描电镜观察与能谱分析
        2.3.4 X射线衍射分析
    2.4 本章小结
第三章 试验结果与分析
    3.1 表面硬度与渗层深度
    3.2 渗层金相显微组织
    3.3 渗层SEM形貌
    3.4 渗层能谱分析
    3.5 物相分析
    3.6 本章小结
第四章 喷丸强化与稀土催渗等离子多元共渗机理分析
    4.1 等离子多元共渗机理分析
        4.1.1 氨气的激发离解
        4.1.2 二硫化碳的激发离解
        4.1.3 乙醇的激发离解
        4.1.4 混合气体的电离
        4.1.5 等离子体与固体界面的相互作用
    4.2 复合强化相互作用机理分析
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：3987295