M2高速鋼與GDL新材料軟氮化后脆性機理的研究.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理，從而解決高速鋼氮化脆性問題，不僅具有重要的學(xué)術(shù)價值，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、金相顯微鏡、X射線衍射儀、X射線應(yīng)力測定儀、電子探針分析儀、透射電鏡等測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散過程和脆性產(chǎn)生的機理；在此基礎(chǔ)上，對通用高速工具鋼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)理論分析和試驗結(jié)果表明：
　?。?）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間、氨氣流量、氮氣流量配比，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，大幅降低了廢品率;
　　（2）軟氮化后滲層的碳氮化物X-射線衍射峰積分強度檢測為研究高速鋼軟氮化的脆性問題提供一條新的途徑;
　?。?）軟氮化過程中，氮元素與合金元素的結(jié)合順序為Cr、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)