M2高速鋼與GDL新材料軟氮化后脆性機(jī)理的研究.pdf

1、脆性是高速鋼軟氮化處理后工件出現(xiàn)的最常見(jiàn)失效形式之一，成為困惑業(yè)界并且至今仍未完全解決的世界性難題。深入地研究和探索高速鋼氮化脆性的機(jī)理，從而解決高速鋼氮化脆性問(wèn)題，不僅具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值，還可為企業(yè)生產(chǎn)控制成本，降低廢品率，提高經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文基于軟氮化工藝的理論和原理，利用顯微硬度計(jì)、金相顯微鏡、X射線(xiàn)衍射儀、X射線(xiàn)應(yīng)力測(cè)定儀、電子探針?lè)治鰞x、透射電鏡等測(cè)試手段研究了高速鋼軟氮化后滲層的硬度梯度和厚度、顯微組織、相結(jié)構(gòu)、背

2、散射電子像及滲層的殘余應(yīng)力等；深入探討了M2高速鋼軟氮化中氮原子擴(kuò)散過(guò)程和脆性產(chǎn)生的機(jī)理；在此基礎(chǔ)上，對(duì)通用高速工具鋼M2的軟氮化工藝進(jìn)行了研究分析并給予改進(jìn)，抑制了氮化脆性，取得了良好的效果。同時(shí)探討了自行研發(fā)的新型低成本GDL4高速鋼替代M2鋼的可能性。
　　根據(jù)理論分析和試驗(yàn)結(jié)果表明：
　　（1）合理控制高速鋼軟氮化工藝參數(shù)，找到適當(dāng)?shù)臏囟取r(shí)間、氨氣流量、氮?dú)饬髁颗浔?，可大幅改善高速鋼的氮化脆性，從而找到合適的生產(chǎn)路

3、線(xiàn)，大幅降低了廢品率;
　　（2）軟氮化后滲層的碳氮化物X-射線(xiàn)衍射峰積分強(qiáng)度檢測(cè)為研究高速鋼軟氮化的脆性問(wèn)題提供一條新的途徑;
　?。?）軟氮化過(guò)程中，氮元素與合金元素的結(jié)合順序?yàn)镃r、Mo、W、V;
　　（4）滲層中的脈狀組織由于主要成分為鐵的氮碳化合物，合金元素W、Mo、V、Cr相對(duì)較少，導(dǎo)致了滲層碳氮化物的相及其組織、硬度的不連續(xù)分布，使?jié)B層容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，產(chǎn)生脆性，而脈狀氮碳化合物的形成能阻礙氮碳元素的繼續(xù)