不同表面處理工藝對高強螺栓鋼組織及性能的影響.pdf

1、本文采用調(diào)質(zhì)處理+低溫氣體多元共滲+電鍍鋅復(fù)合處理工藝，不僅使45鋼和20MnTiB合金鋼的力學(xué)性能得到了提升，還顯著提高了其耐腐蝕性能和耐疲勞性能。該工藝主要用于高強螺栓的表面處理，試樣表面美觀，具有較高的硬度、抗拉強度以及良好的沖擊韌性，同時還有很好的防腐性能和較高的疲勞強度，該新型復(fù)合處理工藝具有重要的工業(yè)價值。
　　分別對8.8級高強螺栓鋼（調(diào)質(zhì)態(tài)45鋼）和10.9級高強螺栓鋼（調(diào)質(zhì)態(tài)20MnTiB鋼）進行三種不同的表面處

2、理（多元共滲、鍍鋅處理、復(fù)合處理），利用激光共聚焦、超景深三維顯微鏡、X射線衍射(XRD)等分析測試技術(shù)，對不同表面處理后的兩種高強螺栓鋼試樣進行了顯微組織和宏觀形貌觀察，分析了其表層的物相組成，測定了鍍鋅層和多元滲層的結(jié)合強度及其常規(guī)力學(xué)性能，采用中性鹽霧腐蝕試驗和高頻疲勞試驗分析評價了其防腐性能和疲勞性能，通過掃描電鏡(SEM)分析了其拉伸和疲勞斷裂機理。
　　試驗結(jié)果表明:45鋼復(fù)合處理后，晶粒更加細(xì)小，滲鍍層組織均勻致密，

3、鍍鋅層與多元滲層的結(jié)合強度良好，滲鍍層厚度為50μm;經(jīng)XRD分析得出樣品表面存在有Zn(鍍鋅層)、氮化物(Fe3N)、碳化物(Fe3C)和氧化物(Fe3O4)，其中碳化物和氮化物起到彌散強化的作用;滲鍍層的顯微硬度最大可達到636HV0.025左右，大約是基體顯微硬度的兩倍;抗拉強度為830MPa，提高到原材的1倍;沖擊吸收功為32.9J，是原材的78％;其抗鹽霧時間845h后保護等級達到9級（觀察面開始出現(xiàn)少許點狀紅銹），防腐時間達

4、到了原材的170倍左右;缺口試樣的條件疲勞極限為369MPa，較原材的缺口試樣有所提升。
　　20MnTiB合金鋼復(fù)合處理后，由于合金元素的影響，其滲鍍層厚度僅僅28μm;滲鍍層的物相主要有Zn（鍍鋅層）、氮化物(Fe3N)、氧化物(Fe2O3)和碳化物(Fe3C)等。滲鍍層顯微硬度最高可達到756HV0.025，抗拉強度可達到904MPa，提高到原材的1.1倍，沖擊吸收功為166.5J，表現(xiàn)為較好的沖擊韌性，但較調(diào)質(zhì)態(tài)有所下降，