低温固体粉末渗铬机理的研究材料学专业论文.docxVIP

本人郑重声 本人郑重声 行研究所取得的 其他个人或集体 献的个人和集体 承担。 论文作者签名：丝必 日 期：塑!!：￡j笸 关于学位论文使用授权的声明 本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子 版，允许论文被查阅和借阅：本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文和汇编本学位论文。 (必威体育官网网址论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名丞衅导师签名： 山东大学硕十学位论文目录 山东大学硕十学位论文 目录 摘要 ．I ABSTRACT III 第一章绪论 ．1 1．1选题的意义 ．1 1．2表面渗铬的方法 2 1．2．1高温固体粉末渗铬法 ． 2 1．2．2气体渗铬法 3 1．2．3辉光离子渗铬法 ．．3 1．2．4盐浴渗铬法 ．． ．4 1．2．5高频脉冲加热渗铬 4 1．3表面渗铬的应用 5 1．3．1提高硬度 ．．5 1．3．2提高耐磨性能 ． 5 1．3．3提高抗蚀性能 ．5 1．3．4提高热硬性 6 1．3．5提高抗高温氧化性 6 1．3．6提高力学性能 ．6 1．3．7提高耐C02腐蚀性能 ．7 1．4渗铬的研究现状 7 1．4．1盐浴渗铬 ．．7 1．4．2离子辉光渗铬 ．8 1．4．3固体粉末渗铬 ．9 1．4．4复合渗铬 ．．9 1．5本课题研究内容 ．．13 第二章实验工艺、原理及设备 ．．．14 2．1实验材料的选择及预处理 ．． ．14 山东大学硕士学位论文2．2表面渗铬的原理及工艺 山东大学硕士学位论文 2．2表面渗铬的原理及工艺 ．．15 2．2．1表面渗铬的原理 ．15 2．2．2表面渗铬的影响因素 17 2．3低温粉末固体渗铬的工艺 18 2．4实验设备及分析测试方法 19 2．4．1箱式加热炉 ．．19 2．4．2金相显微分析 19 2．4．3 X射线衍射分析 ．．19 2．4．4场发射仪 ．20 2．4．5机械能助渗炉 20 第三章低温固体粉末渗铬层的组织形貌 ．21 3．1低温固体粉末渗铬后的金相组织 21 3．1．1 20钢低温固体粉末渗铬后的金相组织 ．21 3．1．2 45钢低温固体粉末渗铬后的金相组织 ．25 3．1．3分析讨论 ．30 3．2低温固体粉末渗铬层的场发射分析 ．31 3．2．1退火态20钢 ．31 3．2．1淬火态20钢 ．33 3．2．3退火态45钢 ．35 3．2．4淬火态45钢 ．39 3．2．5分析讨论 ．40 第四章低温固体粉末渗铬层的X射线衍射分析 ．42 4．1退火态20钢低温固体粉末渗铬层的X射线衍射分析 ．42 4．2淬火态20钢低温固体粉末渗铬层的X射线衍射分析 ．43 4．3退火态45钢低温固体粉末渗铬层的X射线衍射分析 ．44 4．4淬火态45钢低温固体粉末渗铬层的X射线衍射分析 ．44 4．5分析讨论 ．．46 第五章低温固体粉末渗铬的热力学和动力学分析 ．．48 参考文献 参考文献 ．58 致谢 ．．64 山东大学硕士学位论艾 IV lJ lJ J东大学硕十学位论文 摘要 本文对低温固体粉末渗铬进行了探索性的研究，并在20和45钢表面上取得 了渗铬层。采用金相显微镜、X射线衍射、场发射等检测方法研究了渗铬层的形 貌、微观成分、相结构等，讨论了渗铬层的形成机制。 研究表明，在580--650℃下保温3～5h，可以在20钢、45钢表面得到厚约 2～8岬致密的渗铬层，所得渗层质量与基体碳含量、预处理条件、保温时间等参 数相关。随保温时间延长，所得渗层厚度增加、致密性和均匀性提高；试样经过 淬火处理，所得渗层厚度、致密性和均匀性与退火态试样比较均有所提高；渗铬 过程中滚筒需进行转动，以保证活性铬原子供应和渗层均匀，但转速需进行控制， 否则易造成渗层疏松、孔洞：粗糙试样表面的渗层厚度大于光滑试样。 试样渗铬层与基体间的贫碳薄层所发生的再结晶，是由渗铬层的应力引起 的，在很大程度上消除了基体和渗层的应力作用，增加了基体和渗层的结合强度。 通过理论计算，证实在低温固体粉末渗铬过程中，空位机制对原子的扩散、 渗层的形成和生长有着重要的作用：淬火试样脱碳层实际厚度与计算值在数量级 上相符，约十几至几十微米，同时又由于空位扩散机制的影响，增加了脱碳量， 使脱碳层厚度大于计算数值。 经X射线衍射检测和场发射分析表明，实验参数相同时，形成的渗层因试 样预处理条件的不同而异：退火态试样所得渗层的主要相结构为a一(Cr，re)、 Fe．Cr，Fe3C，没有发现碳化铬；淬火态试样所得渗层的主要相成分为a．(Cr，Fe)、 Cr7C3、(FeCr)3C：渗层中铬含量与基体碳含量有关，45钢渗层中铬含量明显高 于20钢。 在低温固体粉末渗铬过程中，碳由基体向渗层的扩散