35CrMo钢表面扫描电子束铬镍合金化组织和硬度的研究

发布时间：2021-01-26 12:11

　　为改善35CrMo钢的表面性能,采用电子束扫描与等离子热喷涂相结合的方法在其表面进行铬镍合金化处理;探究了强化层组织形貌和硬度的分布规律及电子束扫描工艺参数对强化层显微组织及硬度的影响规律。结果表明:35CrMo钢经合金化处理后,表面由合金化区、热影响区和基体三部分组成,合金化区显微组织为短柱或近似等轴晶粒,热影响区为针状马氏体,基体为珠光体和屈式体。铬镍元素在合金层发生固溶扩散,并析出弥散的Cr₂₃C₆增强相。合金层显微硬度随束流的增大先增大后减小,随移动速度的增大而减小,热影响区硬度随束流增大先增大后减小,随移动速度减小先增大后减小。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(14)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

连续型扫描电子束合金化处理示意图

经电子束表面合金化处理后，截面形貌由合金化区、热影响区和基体三部分组成，合金化区和热影响区的平均厚度分别为70、710μm，合金化区与热影响区交界处组织良好，未发现孔洞裂纹等缺陷，呈现出良好的冶金结合状态，如图2(a）所示。由图2(b）可知，在样品的合金化区域内，由于电子束在扫描过程中温度高，完全达到相变温度以上，该区域组织完全奥氏体化，在自淬火作用下，组织得到高度细化。合金化区的显微组织为近似等轴晶和短柱状晶，且都比较均匀致密。该区晶粒在距表层近处更加细小。这是因为合金化区在熔化结晶过程中，由于电子束的热作用，表层达到很高温度，晶核难以形成；在合金化层底部温度较低，因为“自淬火”的影响，晶粒沿从低到高的温度梯度方向生长；当趋近于表面时，由于热传导和热辐射的影响，表面温度梯度降低，散热方向不明显，但过冷度较大，形成非自发形核的细小的等轴晶粒。图2(c）的热影响区为不完全相变区，组织主要为淬火马氏体。图2(d）的基体组织主要为珠光体和屈氏体。2.2 强化层显微硬度测试

图3为束流12 mA时表面合金化样品的截面显微硬度分布曲线。可看出，在距表面100μm以内，显微硬度呈明显上升趋势，最高硬度出现在热影响区，显微硬度约为800HV，是基体材料的2.6倍。随着距离的增加，当距离表面300μm时，显微硬度开始逐渐下降；在距离表面约700μm时，显微硬度出现突降趋势。这是由于合金层主要表现为固溶强化，随着距表面距离的增加，Cr、Ni元素逐渐向基体扩散，在靠近表面处由于形成的固溶体含量少，其固溶强化效果下降。当深度达到热影响区域时，由于热影响区组织的多样性，随着距离的增加，马氏体含量逐渐减少，硬度逐渐减小。3 电子束扫描工艺参数对强化层组织及硬度的影响

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3001089