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40Cr钢的等离子电解渗入碳氮工艺研究(6)

时间:2017-02-08 21:00来源:毕业论文
6 甲酰胺150ml,水15ml,四硼酸钠4g,氯化钾6g 155 25 7 甲酰胺150ml,水20ml,四硼酸钠4g,氯化钾6g 150 10 8 水100ml,四硼酸钠4g,氯化钾6g 130 20 3 结果与讨论 3.1


6    甲酰胺150ml,水15ml,四硼酸钠4g,氯化钾6g    155    25
7    甲酰胺150ml,水20ml,四硼酸钠4g,氯化钾6g    150    10
8    水100ml,四硼酸钠4g,氯化钾6g    130    20
 3  结果与讨论
3.1  XRD分析结果
如下图3.1(1)、(2)、(3)、(4)分别是未经共渗处理的基材A号试样;电解液中加入甲酰胺处理后的B号试样;电解液中加入甲酰胺,四硼酸钠处理后的C号试样和D号试样。其XRD分析结果如下图所示。
 图3.1(1) 未经共渗处理的A号试样XRD分析结果
观察图3.1(1)可以发现,未经共渗处理的母材A号试样的XRD分析反映出的是基体Fe峰。

图3.1(2) B号试样(150V,25min)XRD分析结果
 
图3.1(3)C号试样(155V,20)XRD分析结果
图3.1(4) D号试样(150V,15min)XRD分析结果
B号试样的XRD分析结果反映出渗层表面主要物相为Fe3N,因此可以初步断定,在电解液中加入的甲酰胺中的N元素渗入到了基材中,在试样表面形成了新相,改变了试样表面的化学成分。C号和D号试样都在电解液中加入了四硼酸钠,提高了电解液的导电性,从图3.1(3)、(4)的XRD分析结果可以发现,表面的主要物相都是Fe3C。与只在电解液中加入甲酰胺相比,生成的物相有所不同,从图中的峰形来看也有较大的区别。对比3.1(3)和(4)号试样的XRD分析结果,我们看到,两个试样表面的主要相物都是铁的碳化物,两个试样的峰形大致相同,但是强度有所区别。

3.2  工艺参数对样品组织的影响
3.2.1  电压对渗层组织的影响
从理论上来说,碳氮共渗处理时,当工作电压稳定时,试样的渗层厚度随着电压的增高而增厚。沈德久[10]研究了电压对试样表面温度的影响,认为:表面温度变化分为三个阶段,第一阶段为匀速升高至工作电压过程中,随着电压的增加,输入的能量越大,试样的表面温度随着能量的增加而不断升高,可达到530℃左右;第二阶段为工作电压稳定过程,电压电流稳定,能量的输出和输入达到了一个动态平衡,试样表面的温度基本上稳定在520℃左右;第三阶段为断电后试样表面温度下降过程,由于试样的温度远高于其周围的电解液温度,在断电瞬间试样的表面温度急剧下降,相当于对试样进行了快速冷却,当试样和电解液温度达到平衡时,进行自然冷却。
图3.2(1)是在50倍放大的光学显微镜下的金相照片,我们可以很清晰的看见,试样白面被一层白亮层包围,且处理时间较长的端部渗层也较厚。该试样是在工作电压为145V,处理时间为10min时获得的。

图3.2(1)共渗处理后,试样截面组织
本课题在进行液相等离子体电解共渗的时候,工作电压的确定对渗层形貌厚度有较大的影响。采用本文第三章所述的工艺,用甲酰胺150ml,水15ml,四硼酸钠4g,氯化钾6g,工艺参数下,在电解液中分别用155V、140V和165V的电压处理25min。所得试样截面金相照片分别如下图3.2(2)a、b和c。
图3.2(2)a 样品的截面组织(155V,25min) 40Cr钢的等离子电解渗入碳氮工艺研究(6):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_2675.html
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