预处理纯铁表面结构与渗碳行为特征

摘要

渗碳处理在工业生产中是一种普遍使用的化学热处理方式。通过渗碳工艺处理的工件,可以获得较高表面硬度,高耐磨性及疲劳强度而心部又具有韧性和塑性,减少工件磨损,延长使用寿命。
　　渗碳一般在900-950℃的温度下进行,为了获得更厚的渗碳层(大于5mm)温度提高到980-1000℃,渗碳过程的时间根据需要选择6-12h,或更长。渗碳时间的延长易导致奥氏体晶粒粗大,工件变形较大等不良后果。
　　为寻找加快渗碳速度的方法。将钢板Q235脱碳后,表面经氧化还原处理后得到亚微米层状组织结构。然后在750℃-900℃间不同温度下进行渗碳。结果显示,经过氧化还原处理后能够使渗碳速度加快。得到试样利用OM,SEM,EDS,显微硬度仪对进行观察,分析,研究。
　　使用简化模型在计算机中进行渗碳过程模拟计算,通过设置不同参数得到接近实验结果的模拟状态。通过实验和模拟计算,掌握对经过表面预处理纯铁的渗碳特性。
　　本文研究主要结果有:
　　(1)经过氧化还原预处理可以使距表面一定范围内的晶粒细化。
　　(2)通过对表面进行不同的氧化还原预处理次数,渗碳层厚度随处理次数增加而增加。
　　(3)在不同温度时间范围对试样进行渗碳,分别在15分钟至2小时的渗碳时间,经过处理试样渗碳层厚度比未经处理的试样要多10-80％。
　　(4)通过计算机模拟,得到经过预处理后增加渗速的参数推算值,其渗碳速度系数为未经处理的1.1-1.8倍,碳扩散系数为未经处理的1.2-3.3倍。
　　(5)随着温度的增加经过预处理的试样对渗碳加速效应减弱。

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第一章 绪论

1.1 表面工程技术概况

1.2 材料热处理，化学热处理及渗碳技术研究现状及发展趋势

1.3 渗碳催渗技术的发展

1.4 本文研究内容及研究目标

第二章 实验设备、步骤及检测

2.1 实验设备及实验用品

2.2 实验方法及工艺过程

2.3 实验检测结果

第三章 实验过程状态计算机模拟分析

3.1 有限元分析方法及热处理计算机模拟

3.2 数值模拟分析模型构建

3.3 模拟结果与实验所测结果对比分析

第四章 结果综合分析及讨论

4．1 渗碳层深度及碳含量分布分析

4.2 试样显微硬度分析及讨论

4.3 渗碳速度分析及讨论

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录