45號鋼板硬度調制方法

  通過一對相互平行的平板電極,對45鋼試樣和滲劑施加交流電場,研究電場頻率對750℃以滲硼為主的粉末法硼鋁共滲（以下簡稱硼鋁共滲）的影響。以X射線衍射、光學顯微觀察與顯微硬度測試等手段分析共滲層。結果表明:不同頻率交流電場均對45鋼硼鋁共滲進程有顯著促進作用,共滲層均由(Fe1-xAlx) B和(Fe1-xAlx)2B兩相組成;電場電流恒為2 A時,電場頻率從50 Hz增大至500 Hz,共滲層厚度先減小,在100 Hz時,共滲層厚度和其中的(Fe1-xAlx) B相厚度達最小,隨后二者又逐漸增加;交流電場除對B、Al原子和含B、Al的活性基團在滲擴件表面的吸附有一定程度的負面作用外,對硼鋁共滲過程中其他過程均為正面作用。 

  為改善45鋼材料的耐磨耐蝕性,本文采用離子滲氮工藝對其進行表面處理,試驗變量為滲氮溫度（480℃與520℃）和氮氫流量比（1:3與3:1）,探討滲氮工藝對45鋼組織與性能的影響,并利用固體與分子經驗電子理論計算出滲后物相的晶體結構,分析晶體結構對性能的影響,探討滲氮層相結構對組織影響的機理,為滲氮工藝的改進提供理論支撐。離子滲氮試驗表明,當滲氮溫度相同時,氮氫流量比為3:1時滲層的厚度、硬度、耐磨耐蝕性均高于氮氫流量比為1:3的滲層,但前者的力學性能劣于后者;當氮氫流量比相同時,滲氮溫度為520℃時滲層的厚度、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。當氮氫流量比一致時,溫度為520℃時滲層中ε-Fe2-3N的含量高于480℃時,α-Fe、γ′-Fe4N的含量均低于480℃時;當滲氮溫度相同時,氮氫流量比為3:1時滲層中ε-Fe2-3N的含量高于1:3時,α-Fe、γ′-Fe4N的含量均低于1:3時。理論計算結果表明,晶體的共價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,對應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為α-Fe>Fe4N>Fe3N>Fe2N,表示滲氮新相的耐蝕性均優于α-Fe晶體,且ε-Fe2-3N的耐蝕性優于γ′-Fe4N;塑性因子由高至低的排序為α-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