35crmo鋼氮化淬火復合工藝的研究畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-24 04:16本頁面
【正文】 7008501000平均硬度值（HV）第7組實驗熱處理工藝為：調質（850℃淬火+600℃回火）+氮化（560℃，7h）+850℃淬火+600℃回火，其硬度值見表37。表37 第7組實驗的試件硬度值深度（μm）1002504005507008501000平均硬度值（HV）由表31～37表明，由于氮化后工件表面含氮馬氏體的存在使工件表面硬度較常規(guī)熱處理有明顯提高，氮化后的工件再進行淬火回火處理使氮原子繼續(xù)向心部擴散表面得到固溶氮的細微馬氏體，使硬度進一步提高。隨氮化溫度升高，氮化物質點體積百分數(shù)增加，質點半徑r增加，硬度升高，560℃時，達到強化的最佳臨界半徑rc。超過此溫度，氧化物質點與基體共格關系降低，硬度反而有所降低[19]。7組實驗硬度均值情況見表38。表38 7組實驗的試件硬度均值實驗編號1234567硬度均值（HV）圖31 各類實驗的試件硬度均值對比 由圖31表明：氮化淬火復合工藝處理后的試件平均硬度比單一氮化或普通熱處理有顯著提高。 各組實驗硬化層深度與分析實驗采用氮化層有效厚度的標準為基體硬度上加50HV。第2組實驗熱處理工藝為：調質（850℃淬火+600℃回火）+氮化（540℃，7h），其硬化層深度見圖32。第2組實驗圖32 第2組實驗顯微硬度曲線。第3組實驗熱處理工藝為：調質（850℃淬火+600℃回火）+氮化（560℃，7h），其硬化層深度見圖33。第3組實驗圖33 第3組實驗顯微硬度曲線。第4組實驗熱處理工藝為：調質（850℃淬火+600℃回火）+氮化（580℃，7h），其硬化層深度見圖34。第4組實驗圖34 第4組實驗顯微硬度曲線。圖32～34是35CrMo鋼氮化后的顯微硬度曲線，通過以上曲線可以得到如下結論：（1）35CrMo鋼在540℃～580℃～；（2）第4組實驗試件在560℃氮化后。（3）在540℃～580℃范圍內(nèi)，隨滲氮溫度升高，ε相減少，γ＇相及Fe304增加，這是因為溫度升高，氮原了擴散加強，使ε相氮濃度減少，容易改組成低氮濃度的γ＇相。滲氮溫度升高，硬化層變厚的傾向，滲氮溫度高于560℃時，化合物層和擴散層會減薄，這是因為高于一定溫度后，γ＇相和ε相的退氮速度會大于形成γ＇相及ε相的速度，使化合物層減薄[16]。第5組實驗熱處理工藝為：調質（850℃淬火+600℃回火）+氮化（560℃，7h）+850℃淬火+560℃，其硬化層深度見圖35。第5組實驗圖35 第5組實驗顯微硬度曲線由圖35曲線顯示：。第6組實驗熱處理工藝為：調質（850℃淬火+600℃回火）+氮化（560℃，7h）+850℃淬火+580℃，其硬化層深度見圖36。第6組實驗圖36 第6組實驗顯微硬度曲線由圖36曲線顯示：。第7組實驗第7組實驗熱處理工藝為：調質（850℃淬火+600℃回火）+氮化（580℃，7h）+850℃淬火+600℃，其硬化層深度見圖37。圖37 第7組實驗顯微硬度曲線由圖37曲線顯示：。實驗采用氮化層有效厚度的標準為基體硬度上加50HV。由圖35～37曲線分析顯示:試件在淬火處理后氮化層中氮原子向心部擴散，硬化層深度比單一氮化顯著提高，～；第6組實驗試件在580℃回火后顯微硬度曲線跳動較小。 金相組織分析圖38為35CrMo鋼經(jīng)氮化淬火復合處理的基體組織。圖38 氮化淬火復合處理后的基體組織（400）從圖中可以看出：基體組織為回火索氏體+碳化物+少量的殘余奧氏體。組織中可以形成穩(wěn)定的合金滲碳體（Fe,Cr）3C,而鉻可以使得合金滲碳體在淬火加熱時溶解緩慢，減小奧氏體的過熱傾向[9]。圖39為35CrMo鋼經(jīng)離子氮化及氮化淬火復合工藝的金相組織圖，圖310其淬火后氮化的金相組織圖。圖310氮化后調質的金相組織圖39 離子氮化后的金相組織35CrMo鋼經(jīng)調質后進行氮化處理，如圖39，可以看到很薄的白亮層，離子氮化后化合層是致密的，沿工件輪廓平滑均勻分布，厚度為幾um至不大于30微米，因其韌性好不磨削直接使用。一般離子氮化的化合物層由ε+γ＇相組成，內(nèi)表面處有極少量的波紋狀氮化物，內(nèi)部無網(wǎng)狀、針狀和魚骨狀氮化物，為氮化層的正常金相組織。由于氮原子滲入鋼件的表面，提高了鋼的硬度及耐磨性。由于氮化層內(nèi)的殘余壓應力比滲碳層大，故可以獲得較高的疲勞強度[17]。白亮層為表面化學穩(wěn)定性極高而致密的ε化合物層，故也有較好的抗腐蝕性?？墒堑瘜油ǔ］^薄，這就大大降低了鋼件的使用壽命，尤其在耐磨性能要求較高的環(huán)境中，無法滿足使用要求[5]。35CrMo鋼經(jīng)氮化淬火處理，如圖310已經(jīng)看不到白亮層的存在，取而代之的是一層組織更為致密，～，這就是由于一部分氮原子向內(nèi)擴散溶入奧氏體晶格內(nèi)，冷卻后獲得含氮馬氏體組織。擴散層組織是含Cr、Mo的合金鋼，這些元素與氮能形成高硬度、高彌散分布的合金氮化物。合金鋼滲氮，擴散層的硬度比碳鋼高的多，硬度梯度平緩，對提高疲勞性能十分有利。正是由于氮原子溶入晶格內(nèi)，氮與碳共同作用固溶強化了α相,得到的組織晶粒更加細小，更為致密，這就導致組織中存在更多的晶界和高密度的位錯，這就從根本上提高了鋼件表面的硬度值及耐磨性[1920]。此外，推測此種方法會使鋼件表面的拉應力變?yōu)閴簯Γ源藭@得較高的接觸疲勞強度，此結論還需相關的實驗來證明。結 論1. 35CrMo鋼經(jīng)過氮化淬火復合工藝處理后，硬度與氮化層深度較普通熱處理或單一氮化得到了顯著提高；2. 35CrMo鋼經(jīng)過離子氮化后，～，峰值硬度可達760HV；3. 35CrMo鋼經(jīng)過氮化淬火復合工藝處理后，～～，試件表面硬度峰值可達800HV；4. 35CrMo氮化淬火復合工藝的優(yōu)化方案為：離子滲氮溫度為560℃，升溫時間2小時，保溫時間為6小時，再進行850℃淬火，油冷，580℃回火2h，油冷。
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