25Cr2MoVA鋼氣體滲氮的相組成控制及性能研究.pdf

1、25Cr2MoVA鋼是珠光體型中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)度和韌性均比較高，其應(yīng)用廣泛，用以制作閥桿、軸類、轉(zhuǎn)子、齒輪等，由于含有Cr，Mo，V等強(qiáng)滲氮元素，滲氮工藝性良好。為了滿足實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中對(duì)鋼件的表面性能要求，本試驗(yàn)利用一段式氣體滲氮法對(duì)25Cr2MoVA鋼表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，以期能夠通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)得到γ'單相化合物層，并且進(jìn)一步提高其表面耐磨性，獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。
　　本試驗(yàn)采用金相顯微鏡分析滲氮層的顯微組織，判定滲層疏松和

2、氮化物級(jí)別;采用X射線衍射儀進(jìn)行化合物層的相組成分析;采用硬度計(jì)分析滲氮后試樣的表面硬度、脆性、滲氮層深度、化合物層厚度;采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡分析磨損后試樣的表面形貌，討論滲氮層的磨損機(jī)理;采用磨損試驗(yàn)機(jī)分析滲氮層的摩擦磨損性能。通過(guò)以上的分析討論，研究不同氮?jiǎng)荨B氮時(shí)間、滲氮溫度等工藝條件對(duì)25Cr2MoVA鋼的各性能的影響，得到最佳的滲氮工藝條件。
　　顯微組織和XRD圖譜分析表明，化合物層厚度隨著氮?jiǎng)莸纳摺B氮溫度的升

3、高、滲氮時(shí)間延長(zhǎng)而增加，特別是氮?jiǎng)莸陀?時(shí)，隨著氮?jiǎng)莸纳呋衔飳用黠@增厚。化合物層相組成主要受氮?jiǎng)萦绊?，?dāng)?shù)獎(jiǎng)轂?.5，0.2時(shí)在試樣表面可得到接近γ'單相的化合物層;在較高的氮?jiǎng)?KN=1，3)下，ε相含量增加，與滲氮時(shí)間和滲氮溫度關(guān)系不大。滲氮層的疏松和氮化物級(jí)別均符合重要零件的要求。硬度分析表明，經(jīng)過(guò)氣體滲氮后，25Cr2MoVA鋼的表面硬度顯著地提高，
　　滲氮試樣的表面硬度隨氮?jiǎng)莸纳呦壬吆蠼档?隨滲氮時(shí)間的延長(zhǎng)、滲

4、氮溫度的升高而升高。利用顯微硬度計(jì)測(cè)得滲氮層深度，其深度隨著滲氮時(shí)間的延長(zhǎng)、滲氮溫度的增加而增加，氮?jiǎng)輰?duì)滲層深度的影響不大。滲氮層的顯微硬度由表及里由高到低形成硬度梯度，變化最平緩的是滲氮條件為T(mén)=520℃，t=5h，KN=0.2的試樣。
　　通過(guò)磨損后試樣表面形貌分析，原始試樣的表面有尺寸較大的剝落、撕裂;滲氮試樣表面硬度提高，磨損后表面觀察到淺層劃痕和尺寸較小的點(diǎn)蝕坑或麻點(diǎn)，符合疲勞磨損特征。表面的硬質(zhì)顆粒發(fā)生塑性變形，但均沒(méi)