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45钢硼-稀土（铬）共渗工艺与组织性能的研究

作　者: 杨志兵
导　师: 彭志辉
学　校: 中南大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 多元共渗 渗硼工艺 组织 性能
分类号: TG156.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 295次
引　用: 7次
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内容摘要


本论文旨在通过硼的多元共渗的方法，来降低渗硼温度和改善渗硼层的组织和性能，共渗元素选用稀土和铬。运用正交实验法来确定渗硼工艺的参数（渗硼温度、渗硼时间、稀土加入量和铬加入量）对渗硼层厚度的影响，从而确定合理的渗硼工艺。用光学显微镜、金相显微镜、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损试验机等仪器和设备来观察渗层的组织和测试渗层的性能。 通过实验得出如下结论： 渗层厚度随着温度的升高而增加，时间与渗层厚度的关系满足抛物线的规律，稀土对渗层有催渗作用，但加入量有最佳范围；合理的渗硼工艺：温度：880—920℃；时间：4—6小时；稀土的加入量：4—6％；铬的加入量：1—3％。 渗层组织都是由单相的Fe2B组成，呈现出强烈的织构生长，渗层以齿状楔入基体，从表至里组织是Fe2B→过渡区→基体；渗硼层提高了45钢的高温抗氧化性和在15％硫酸溶液中的耐蚀性。 与单渗硼渗层相比，共渗层组织得到改善，最外层疏松程度减轻；稀土和铬已经渗入共渗层，但在共渗层的分布不太均匀；加入稀土的共渗层的显微硬度梯度和共渗层的脆性得到改善；共渗层的耐磨性优于单渗硼渗层，尤其是加了稀土的共渗层的耐磨性更为优良。

全文目录


第一章 文献综述  8-25
  前言  8
  1.1 化学热处理的概述  8-12
    1.1.1 化学热处理的概念  8-9
    1.1.2 化学热处理的基本过程  9
    1.1.3 化学热处理过程的控制步骤  9-10
    1.1.4 化学热处理中渗层形成过程  10-11
    1.1.5 提高化学热处理速度和质量的措施  11-12
  1.2 渗硼的研究进展  12-17
    1.2.1 渗硼的概念  12
    1.2.2 渗硼研究的历程  12-13
    1.2.3 渗硼的主要方法  13-15
    1.2.4 固体渗硼剂的研究进展  15-17
  1.3 渗硼层的组织与性能  17-20
    1.3.1 渗硼层的组织  17-19
    1.3.2 渗硼层的性能  19-20
  1.4 渗硼的选材  20-21
    1.4.1 适于渗硼的材料  20
    1.4.2 渗硼的选材  20-21
  1.5 渗硼的应用  21-23
    1.5.1 渗硼应用的主要范围  21-22
    1.5.2 渗硼应用的实例  22-23
    1.5.3 扩大渗硼应用  23
  1.6 硼的多元共渗的研究进展  23-24
  1.7 本课题目的及意义  24-25
第二章 试验方案与试验方法  25-32
  2.1 试样制备  25-27
    2.1.1 渗硼用材料及渗剂  25
    2.1.2 渗硼过程  25-26
    2.1.3 实验样品的制备  26-27
  2.2 实验设备与实验方法  27-29
    2.2.1 实验设备及实验条件  27-28
    2.2.2 实验方法  28-29
  2.3 渗硼工艺确定的试验方案  29-32
    2.3.1 渗硼工艺参数对渗层厚度影响趋势的实验方案  29-30
    2.3.2 确定共渗工艺中稀土和铬加入量的实验方案  30
    2.3.3 渗硼温度和渗硼时间与渗层厚度关系的实验方案  30-32
第三章 试验结果与分析  32-63
  3.1 渗硼工艺  32-38
    3.1.1 硼稀土共渗的正交实验结果  32-33
    3.1.2 稀土和铬加入量确定  33-35
    3.1.3 渗硼温度和渗硼时间与渗层厚度的关系  35-37
    3.1.4 渗硼工艺参数的确定  37-38
  3.2 渗层的组织  38-47
    3.2.1 渗层的显微组织  38-39
    3.2.2 渗层的表面组织  39-40
    3.2.3 稀土元素和铬元素在渗层中的分布  40-42
    3.2.4 渗层的物相组成  42-45
    3.2.5 渗层生长过程  45-47
  3.3 稀土渗入与催渗的机理  47-51
    3.3.1 稀土渗入机理  47-49
    3.3.2 稀土催渗机理  49-50
    3.3.3 稀土加入量有一最佳范围的原因  50-51
  3.4 渗层的性能  51-63
    3.4.1 渗层的显微硬度  51-52
    3.4.2 渗层的脆性  52-54
    3.4.3 渗层的耐磨性  54-56
    3.4.4 渗层的抗高温氧化性  56-58
    3.4.5 渗层的抗蚀性  58-63
第四章 结论  63-64
参考文献  64-69
致谢  69-70
硕士期间发表的论文  70

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 热处理工艺 > 化学热处理
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