高频淬火与离子多元共渗复合强化机理研究

发布时间：2017-09-18 09:40

  本文关键词：高频淬火与离子多元共渗复合强化机理研究

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【摘要】：随着科学技术的飞速发展,人们对零部件的使用性能和寿命的要求也越来越高。提高零件的某种性能,不断满足现代化生产的需求,越来越受到各国研究者的重视。零件的性能和寿命与零件表面的耐磨性、耐疲劳性和耐腐蚀性有直接的关系,因此人们开始逐渐重视表面强化技术,表面强化技术也得到了快速的发展。表面工程技术是先进制造技术的重要组成部分,同时也为高新技术的发展提供强有力的支撑。开发和应用更多的表面工程技术可以推进制造业和再制造业的发展,节约能源和资源,减少环境污染。它也是循环经济的重要技术支撑,实现工业可持续发展的一项有效举措。感应加热作为清洁干净节能的表面热处理技术,可以显著提高材料的表面性能。工件在高频淬火后表面晶粒变得细小,这大大提高了工件的表面硬度,表面的残余压应力也会延长其使用寿命。离子渗氮技术已经经过了很长时间的发展,目前发展的最大问题是如何提高渗氮速度和共渗层的性能。将感应加热与离子渗氮两种技术相结合,可以充分发挥两者的优越性。以高频淬火作为离子渗氮的前处理工艺,可以在表面发生晶粒细化。晶界的出现会使表面的体积分数增大,提高表面的化学反应活性。同时淬硬层内会形成大量的位错、孪晶和空位等微观缺陷,这些因素都可以加快扩散的动力学过程,提高渗氮的效率。本文通过高频淬火、离子多元共渗、高频淬火/离子多元共渗复合处理工艺,研究不同的工艺参数对38CrMoAl和40Cr钢的性能影响。利用显微硬度计、金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机分析实验结果。实验研究表明,把高频淬火的加热功率控制在35KW,加热时间为6s时,感应淬火效果最佳;经复合处理的试样表面硬度要明显高于单一处理工艺;在已经设定的高频淬火工艺参数下,38CrMoAl和40Cr钢在温度525℃、时间为6小时进行离子多元共渗的试样表面硬度和共渗层的硬度梯度都是最佳的;高频淬火可以加速离子多元共渗过程;经过复合处理的试样具有较高的耐磨性。
【关键词】：感应加热 高频淬火 离子多元共渗 离子渗氮
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG156.8;TG156.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 表面工程技术概述9-11
• 1.2 晶粒细化11-13
• 1.3 感应加热淬火处理13-17
• 1.3.1 感应加热的基本原理和特点13-15
• 1.3.2 感应加热表面淬火技术的研究进展15-17
• 1.4 等离子渗氮17-21
• 1.4.1 等离子体17
• 1.4.2 气体放电17-18
• 1.4.3 等离子化学热处理18-19
• 1.4.4 离子渗氮19-20
• 1.4.5 离子渗氮的研究进展20-21
• 1.5 本文研究的意义、内容及创新点21-23
• 1.5.1 本文研究的意义21-22
• 1.5.2 本文研究的内容及创新点22-23
• 第二章 材料预处理与实验试样的制备23-25
• 2.1 实验材料的选择23
• 2.2 实验材料的调质处理23
• 2.3 实验试样的制备23-25
• 第三章 高频淬火预处理试验研究25-31
• 3.1 感应加热实验设备25-26
• 3.2 高频淬火实验方案的制定与实施26-28
• 3.2.1 高频淬火实验的参数选择26-27
• 3.2.2 高频淬火实验方案的制定27
• 3.2.3 高频淬火实验的实施27-28
• 3.3 高频淬火实验结果分析28-29
• 3.4 小结29-31
• 第四章 高频淬火与离子多元共渗实验31-61
• 4.1 离子多元共渗实验设备31-32
• 4.2 离子多元共渗实验方案及实施32-34
• 4.3 离子多元共渗渗层的检测34-59
• 4.3.1 表面显微硬度和硬度梯度测定34-42
• 4.3.2 共渗层金相显微组织观察42-45
• 4.3.3 共渗层扫描电镜观察45-50
• 4.3.4 共渗层能谱分析50-55
• 4.3.5 共渗层表面XRD分析55-57
• 4.3.6 摩擦性能检测57-59
• 4.4 小结59-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 结论61
• 5.2 展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 在学期间发表的论文和取得的学术成果67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘刚,雍兴平,卢柯;金属材料表面纳米化的研究现状[J];中国表面工程;2001年03期

2 张红英;黄法平;;间隙尺寸对结构钢感应加热淬火淬硬层深度的影响[J];热处理技术与装备;2013年06期

3 孙振宇;;表面强化技术在机械零件中的应用[J];煤矿机械;2008年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王铁;空气—甲烷氮碳氧多元离子共渗工艺的研究[D];重庆大学;2006年

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本文编号：874796