08F鋼的氮碳共滲及其微觀組織的研究.pdf

1、氮碳共滲是指在滲氮的基礎(chǔ)上加入活性碳原子的一種化學(xué)表面熱處理工藝。本文采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線衍射儀(XRD)等表征手段研究了離子氮碳共滲和鹽浴氮碳共滲兩種不同工藝下的08F鋼滲層組織；探討了共滲介質(zhì)中C濃度對離子氮碳共滲層微觀組織的影響；研究了溫度對離子氮碳共滲層微觀組的影響。對鹽浴氮碳共滲研究，主要探討了保溫時間對氮碳共滲化合物層、晶界析出相等的影響。在晶體學(xué)研究方向，重點研究了離子氮碳共滲(5

2、70℃和氨氣：丙酮=50:4.3)擴散層中γ’-Fe4(C，N)和α”-Fe16(C，N)2兩種析出相的形貌及其與基體之間的取向關(guān)系。得到以下結(jié)論：
　　(1)在570℃和共滲介質(zhì)為氨氣：丙酮=50:3.0時，離子氮碳共滲化合物層主要由γ’-Fe4(C，N)相組成。增加離子氮碳共滲介質(zhì)中的C濃度時，化合物層增厚且化合物層的相結(jié)構(gòu)由γ’-Fe4(C，N)轉(zhuǎn)為ε-Fe2-3(N，C)。擴散層中晶界析出相，γ'-Fe4(C，N)相尺寸增

3、大，γ’-Fe4(C，N)相和α”-Fe16(C，N)2相呈現(xiàn)不連續(xù)析出。當(dāng)離子氮碳共滲溫度為650℃時，其化合物層相由ε-Fe2-3(N，C)相組成，擴散層中γ’-Fe4(C，N)相尺寸增大，晶界析出相消失。
　　(2)鹽浴氮碳共滲過程中，隨保溫時間的延長，化合物層快速增厚，試樣表層疏松層也增厚，晶界析出相由原來的不連續(xù)析出轉(zhuǎn)變連續(xù)析出，且尺寸和含量由小變大。08F鋼鹽浴氮碳共滲樣品的化合物層相結(jié)構(gòu)隨時間延長的規(guī)律為：γ’-Fe

4、4(C，N)(大量)+ε-Fe2-3(N，C)(少量)→ε-Fe2-3(N，C)(大量)+Fe3O4(少量)→Fe3O4(大量)+ε-Fe2-3(N，C)(少量)。
　　(3)08F鋼離子氮碳共滲(570℃、氨氣：丙酮=50:4.3)擴散層中γ’-Fe4(C，N)相具有兩種典型的外形，即針狀或棒狀外形和帶狀外形，尤其是帶狀γ’的發(fā)現(xiàn)豐富了γ’的外形特征。γ’-Fe4(C，N)相內(nèi)部結(jié)構(gòu)為層錯型和非層錯型兩種，且層錯型γ’-Fe4(