Cr15Mn18Mo2.5Nb双相钢固溶渗氮动力学

发布时间：2021-01-06 01:58

　　采用管式气氛炉,在1100～1200℃、N2气压强为0.1 MPa、渗氮时间为8～24 h的工艺条件下,对Cr15Mn18Mo2.5Nb双相钢进行固溶渗氮处理。采用光学显微镜、显微硬度仪和X-射线衍射仪对渗氮层显微组织、厚度及物相组成进行了测试和分析。研究结果表明:Cr15Mn18Mo2.5Nb双相钢固溶渗氮前为铁素体-奥氏体双相组织,渗氮后渗层组织转变为全部奥氏体组织。在1200℃,气氛压力为0.1 MPa、渗氮时间为24 h的工艺条件下渗氮最高硬度可达312 HV,渗层厚度最高达到1.45 mm。对Cr15Mn18Mo2.5Nb钢固溶渗氮结果进行扩散动力学研究,结果表明在上述工艺条件下其固溶渗氮扩散激活能为101.54 kJ/mol。 

【文章来源】：吉林大学学报(工学版). 2020,50(04)北大核心

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【部分图文】：

1200℃下保温24 h渗氮层金相照片

图2是依据GBT 11354-2005《钢铁零件渗氮层深度测定和金相组织检验》的规定，对1150℃N2气氛下固溶渗氮8 h、16 h、24 h试样表面到芯部进行硬度测试得到的硬度变化曲线。从图2可以看出，固溶渗氮后试样表面硬度明显提高，表层硬度为295～315 HV，再向内逐渐降低至基体硬度（214±4)HV。随着渗氮时间增加，试样表面硬度几乎没有变化，这也说明在实验时间范围内，随着渗氮时间的增加试样表面没有高硬度氮化物析出（这与图1观察到的现象吻合）。低温渗氮的渗层中存在着大量的高硬度氮化物和由于N原子扩散速度慢而造成的硬度梯度大[6]的缺陷。相对于低温渗氮，高温固溶渗氮的强化层由于N原子固溶在钢的基体中，导致渗层硬度变化比较平缓，符合铁素体-奥氏体双相钢固溶渗氮层的特征[9]。硬度测定法测得的渗层厚度大致等于奥氏体层的厚度。

渗氮前试样表层X射线衍射图

【参考文献】：
期刊论文
[1]轧制比和Nb对V-Ti微合金非调质钢组织及性能的影响[J]. 谭利,肖波,郑力宁,陈少慧.  特殊钢. 2018(05)
[2]不锈钢固溶渗氮工艺与技术的研究进展[J]. 王博,孙淑华,郭明伟,时钟平,王振华,傅万堂.  材料热处理学报. 2014(06)
[3]一种Cr-Mo-V渗氮钢的合金设计及性能测试[J]. 邓传印,闵永安,廖建雄.  金属热处理. 2014(02)
[4]钽金属的气体渗氮动力学[J]. 黄倩柳,张德元,曾卫军.  表面技术. 2001(03)



本文编号：2959704