TD滲鉻層厚度數(shù)學(xué)模型及性能研究.pdf

1、模具以及機(jī)械零件廣泛應(yīng)用在國民生活的各個(gè)方面，隨著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，涌現(xiàn)了許多的高科技產(chǎn)品，而模具以及機(jī)械零件的性能卻難以滿足高端材料的生產(chǎn)。TD鹽浴滲鉻技術(shù)著工藝穩(wěn)定、操作方便、設(shè)備簡(jiǎn)單與處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。通過該技術(shù)得到的碳化鉻覆層硬度高、抗高溫氧化性強(qiáng)，但是對(duì)該技術(shù)得到的碳化鉻覆層的組織與性能的研究并不完善。
　　本文為了彌補(bǔ)上述不足，對(duì)鹽浴滲鉻層的組織與性能做了進(jìn)一步的研究。首先選取9種含碳量在0.50％-1.20％的常

2、見鋼材，對(duì)這9種鋼在900℃下分別進(jìn)行硼砂鹽浴滲鉻2小時(shí)、4小時(shí)、6小時(shí)。對(duì)試樣利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡與X射線衍射儀來研究覆層的組織與結(jié)構(gòu)，將得到的試樣進(jìn)行抗鋁液熔損測(cè)試、抗銅液熔損測(cè)試、抗沖蝕性能測(cè)試與抗冷熱疲勞測(cè)試來研究碳化鉻覆層的性能，主要有以下結(jié)論:
　　(1)經(jīng)鹽浴滲鉻后各基體鋼表面均滲上了一層均勻且致密的碳化鉻覆層，主要是由Cr7C3、(Cr，F(xiàn)e)7C3、(Cr，F(xiàn)e)23C6與C23C6組成，覆層厚度范圍為

3、1.07μm-12.43μm。鹽浴滲鉻后各基體鋼的表面硬度大幅度提高，硬度范圍在1492HV001-1848HV001。
　　(2)碳化鉻覆層的厚度與時(shí)間關(guān)系滿足l2=Kt關(guān)系式。隨著鋼中固溶碳含量的增加，覆層生長(zhǎng)常數(shù)K大致滿足線性上升的趨勢(shì)。
　　(3)鋁液熔損實(shí)驗(yàn)后，5CrNiMo鋼TD試樣與Cr12鋼TD試樣的單位面積失重均小于其基體試樣，且5CrNiMo鋼TD試樣比Cr12鋼TD試樣的單位而積失重減少的更為明顯?；w

4、鋼的高溫性能越好，TD滲鉻試樣抗鋁液熔損性能提高的越多。鋁液對(duì)基體鋼表面侵蝕的機(jī)理主要為生成鐵鋁化合物。碳化鉻覆層阻礙鋁液與鋼基體反應(yīng)，延緩了焊合現(xiàn)象的發(fā)生。
　　(4)銅液熔損實(shí)驗(yàn)后，Cr12鋼表面出現(xiàn)裂紋，Cr12鋼TD試樣表面并未出現(xiàn)裂紋。銅液對(duì)Cr12鋼的侵蝕機(jī)理為高溫下基體被氧化和腐蝕。碳化鉻覆層阻礙銅液與鋼基體反應(yīng)，延緩了表面產(chǎn)生裂紋和孔洞的時(shí)間。
　　(5)隨著溫度的升高，Cr12鋼TD試樣與Cr12鋼的沖蝕率

5、都是先降低再上升的。結(jié)果表明，在同一溫度下經(jīng)TD處理后的試樣抗沖蝕性能優(yōu)于基體試樣。
　　(6)500次冷熱疲勞后Cr12鋼TD試樣與Cr12鋼的的邊角均發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的脫落現(xiàn)象，且Cr12鋼TD試樣的表面還有較大的凹陷，Cr12鋼TD試樣的覆層已經(jīng)消失。900次冷熱疲勞后Cr12鋼TD試樣表面裂紋少于Cr12鋼試樣，表面發(fā)現(xiàn)了脫落區(qū)域。冷熱疲勞后基體與TD試樣裂紋源主要是含Cr較高的區(qū)域，Cr在鋼中形成硬且脆的含鉻夾雜物，在高溫下易