45號(hào)鋼板硬度調(diào)制方法

  通過(guò)一對(duì)相互平行的平板電極,對(duì)45鋼試樣和滲劑施加交流電場(chǎng),研究電場(chǎng)頻率對(duì)750℃以滲硼為主的粉末法硼鋁共滲（以下簡(jiǎn)稱(chēng)硼鋁共滲）的影響。以X射線(xiàn)衍射、光學(xué)顯微觀(guān)察與顯微硬度測(cè)試等手段分析共滲層。結(jié)果表明:不同頻率交流電場(chǎng)均對(duì)45鋼硼鋁共滲進(jìn)程有顯著促進(jìn)作用,共滲層均由(Fe1-xAlx) B和(Fe1-xAlx)2B兩相組成;電場(chǎng)電流恒為2 A時(shí),電場(chǎng)頻率從50 Hz增大至500 Hz,共滲層厚度先減小,在100 Hz時(shí),共滲層厚度和其中的(Fe1-xAlx) B相厚度達(dá)最小,隨后二者又逐漸增加;交流電場(chǎng)除對(duì)B、Al原子和含B、Al的活性基團(tuán)在滲擴(kuò)件表面的吸附有一定程度的負(fù)面作用外,對(duì)硼鋁共滲過(guò)程中其他過(guò)程均為正面作用。 

  為改善45鋼材料的耐磨耐蝕性,本文采用離子滲氮工藝對(duì)其進(jìn)行表面處理,試驗(yàn)變量為滲氮溫度（480℃與520℃）和氮?dú)淞髁勘龋?:3與3:1）,探討滲氮工藝對(duì)45鋼組織與性能的影響,并利用固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論計(jì)算出滲后物相的晶體結(jié)構(gòu),分析晶體結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響,探討滲氮層相結(jié)構(gòu)對(duì)組織影響的機(jī)理,為滲氮工藝的改進(jìn)提供理論支撐。離子滲氮試驗(yàn)表明,當(dāng)滲氮溫度相同時(shí),氮?dú)淞髁勘葹?:1時(shí)滲層的厚度、硬度、耐磨耐蝕性均高于氮?dú)淞髁勘葹?:3的滲層,但前者的力學(xué)性能劣于后者;當(dāng)?shù)獨(dú)淞髁勘认嗤瑫r(shí),滲氮溫度為520℃時(shí)滲層的厚度、硬度、耐磨耐蝕性均高于滲氮溫度為480℃的滲層,但前者的力學(xué)性能劣于后者。四組滲后試樣的沖擊吸收功下降為原始試樣的26%-35%,說(shuō)明離子滲氮顯著增大了基體的脆性;45鋼滲氮層主要由α-Fe、ε-Fe2-3N和γ′-Fe4N組成,后兩者為滲氮新相。當(dāng)?shù)獨(dú)淞髁勘纫恢聲r(shí),溫度為520℃時(shí)滲層中ε-Fe2-3N的含量高于480℃時(shí),α-Fe、γ′-Fe4N的含量均低于480℃時(shí);當(dāng)滲氮溫度相同時(shí),氮?dú)淞髁勘葹?:1時(shí)滲層中ε-Fe2-3N的含量高于1:3時(shí),α-Fe、γ′-Fe4N的含量均低于1:3時(shí)。理論計(jì)算結(jié)果表明,晶體的共價(jià)電子密度和原子平均鍵合能由低至高的排序均為α-Fe<Fe4N<Fe3N<Fe2N,對(duì)應(yīng)表示滲氮新相的硬度和耐磨性均高于基體相,且ε-Fe2-3N的硬度和耐磨性均高于γ′-Fe4N晶體;晶格電子密度由高至低的排序?yàn)棣?Fe>Fe4N>Fe3N>Fe2N,表示滲氮新相的耐蝕性均優(yōu)于α-Fe晶體,且ε-Fe2-3N的耐蝕性?xún)?yōu)于γ′-Fe4N;塑性因子由高至低的排序?yàn)棣?Fe>Fe4N>Fe3N>Fe2N,表示滲后新相的塑性比基體差,且ε-Fe2-3N的塑性比γ′-Fe4N更差