不同表面處理工藝對高強(qiáng)螺栓鋼組織及性能的影響.pdf

1、本文采用調(diào)質(zhì)處理+低溫氣體多元共滲+電鍍鋅復(fù)合處理工藝，不僅使45鋼和20MnTiB合金鋼的力學(xué)性能得到了提升，還顯著提高了其耐腐蝕性能和耐疲勞性能。該工藝主要用于高強(qiáng)螺栓的表面處理，試樣表面美觀，具有較高的硬度、抗拉強(qiáng)度以及良好的沖擊韌性，同時還有很好的防腐性能和較高的疲勞強(qiáng)度，該新型復(fù)合處理工藝具有重要的工業(yè)價值。
　　分別對8.8級高強(qiáng)螺栓鋼（調(diào)質(zhì)態(tài)45鋼）和10.9級高強(qiáng)螺栓鋼（調(diào)質(zhì)態(tài)20MnTiB鋼）進(jìn)行三種不同的表面處

2、理（多元共滲、鍍鋅處理、復(fù)合處理），利用激光共聚焦、超景深三維顯微鏡、X射線衍射(XRD)等分析測試技術(shù)，對不同表面處理后的兩種高強(qiáng)螺栓鋼試樣進(jìn)行了顯微組織和宏觀形貌觀察，分析了其表層的物相組成，測定了鍍鋅層和多元滲層的結(jié)合強(qiáng)度及其常規(guī)力學(xué)性能，采用中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)和高頻疲勞試驗(yàn)分析評價了其防腐性能和疲勞性能，通過掃描電鏡(SEM)分析了其拉伸和疲勞斷裂機(jī)理。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明:45鋼復(fù)合處理后，晶粒更加細(xì)小，滲鍍層組織均勻致密，

3、鍍鋅層與多元滲層的結(jié)合強(qiáng)度良好，滲鍍層厚度為50μm;經(jīng)XRD分析得出樣品表面存在有Zn(鍍鋅層)、氮化物(Fe3N)、碳化物(Fe3C)和氧化物(Fe3O4)，其中碳化物和氮化物起到彌散強(qiáng)化的作用;滲鍍層的顯微硬度最大可達(dá)到636HV0.025左右，大約是基體顯微硬度的兩倍;抗拉強(qiáng)度為830MPa，提高到原材的1倍;沖擊吸收功為32.9J，是原材的78％;其抗鹽霧時間845h后保護(hù)等級達(dá)到9級（觀察面開始出現(xiàn)少許點(diǎn)狀紅銹），防腐時間達(dá)

4、到了原材的170倍左右;缺口試樣的條件疲勞極限為369MPa，較原材的缺口試樣有所提升。
　　20MnTiB合金鋼復(fù)合處理后，由于合金元素的影響，其滲鍍層厚度僅僅28μm;滲鍍層的物相主要有Zn（鍍鋅層）、氮化物(Fe3N)、氧化物(Fe2O3)和碳化物(Fe3C)等。滲鍍層顯微硬度最高可達(dá)到756HV0.025，抗拉強(qiáng)度可達(dá)到904MPa，提高到原材的1.1倍，沖擊吸收功為166.5J，表現(xiàn)為較好的沖擊韌性，但較調(diào)質(zhì)態(tài)有所下降，