Cr结构钢渗硼动力学的研究(3)

同时，国内外的研究已经完成了对一些中碳结构钢（AISI1040[6]，40Cr[7]等）的渗硼动力学研究，计算出了它们的扩散激活能Q。

（1）AISI 1040和AISI P20论文网

试验中使用的基体钢材是AISI 1040、AISI P20，它们具体化学成分如表1.2所示。

表1.2 AICI 1040、AICI P20的化学成分表

钢号 C Cr Ni Mn Mo Si S P Fe

AISI 1040 0.38 0.14 0.14 0.70 0.03 0.22 0.017 0.004 Balance

AISI P20 0.37 1.16 1.12 1.42 0.17 0.29 0.008 0.011 Balance

用电阻炉对试样进行固体渗硼，其中渗剂由B4C、KBF4 和SiC粉末组成。将这两种钢在800℃、875℃ 和950℃三种温度下分别渗硼2、 4、 6、 8 h后空冷。

研究结果表明，AISI P20渗硼层的显微硬度高于AISI 1040渗硼层的显微硬度，而AISI 1040渗硼层的断裂韧性要高于AISI P20。计算得到了AISI 1040、AISI P20的生长速率常数和扩散激活能如表1.3所示。

表1.3 AISI 1040、AISI P20的生长速率常数和扩散激活能

钢号温度（℃）生长速率常数（m2s-1）扩散激活能（kJ/mol）

AISI 1040 800 1.35×10-9

168

875 2.65×10-9

950 12.9×10-9

AISI P20 800 0.8×10-9

200

875 2.48×10-9

950 11.33×10-9

(2) 40Cr钢的渗硼动力学的研究

试验中采用的基体钢材是40Cr，渗硼剂以硼砂（Na2B4O7）作为供硼剂，加入活化剂、还原剂和填充剂[6]。试样分别在850℃、880℃和910℃三种温度下渗硼3、5、7、9h。在渗硼温度一定时，渗硼层的厚度随渗硼时间增加而增加。在渗硼时间一定时，渗硼层厚度随渗硼温度升高而增加。

根据所得数据可以计算出40Cr的扩散激活能为238kJ/mol。其他一些研究中的其他几种钢的扩散激活能见表1.4。

表1.4 几种钢的扩散激活能

钢种扩散激活能Q

AMRCO Fe (纯铁) 151 [8]

AISI 1040 (40) 168 [6]