30CrMnSiA鋼等離子體稀土氮碳共滲研究.pdf

1、本文對30CrMnSiA鋼等離子體稀土氮碳共滲工藝進(jìn)行了研究。采用OM，XRD和EDS分析對共滲層組織、相結(jié)構(gòu)和元素分布進(jìn)行了研究；通過顯微硬度測試和摩擦磨損試驗(yàn)對共滲層的顯微硬度分布，耐磨性進(jìn)行了表征。試驗(yàn)結(jié)果表明稀土氮碳共滲，顯著提高了材料的表面硬度，獲得了硬度呈梯度分布的共滲層，改善了材料表面的耐磨性。
　　對30CrMnSiA鋼等離子體氮碳共滲層進(jìn)行了金相觀察。結(jié)果表明，共滲層均由最表層的化合物層和擴(kuò)散層組成；共滲層厚度和

2、單位表面積增重與時(shí)間的關(guān)系均遵循拋物線；提高共滲溫度，共滲層厚度增加；提高爐壓，共滲層厚度變薄。
　　由XRD結(jié)果指出，30CrMnSiA鋼不同工藝條件的氮碳共滲，表面層的相組成為γ′-Fe4N、ε-Fe3N、α′-Fe和少量的Fe3O4相,滲層中γ′-Fe4N相的比例隨保溫時(shí)間的延長先增加后減少。EDS分析表明，在500°C氮?dú)湎⊥亮髁勘葹?.1:0.3:0.05條件下共滲4h滲層中碳含量可達(dá)10～12at.％；表面氮含量約為2

3、3at.%，且表面層10μm范圍內(nèi)氮濃度快速降低，這與化合物層相對應(yīng)，超過10μm氮濃度下降較為平緩，即與擴(kuò)散層相對應(yīng)。
　　30CrMnSiA鋼等離子體氮碳共滲后，表面硬度顯著提高，共滲層中硬度呈梯度分布；增加保溫時(shí)間，共滲層的表面硬度進(jìn)一步提高，500°C氮碳共滲16h，表面硬度可達(dá)到985 HV0.1；隨滲氮溫度提高，表面硬度先升高后下降。
　　摩擦磨損性能測試結(jié)果表明，等離子體稀土氮碳共滲改善了材料表面耐磨性。500