纳米金刚石微粉热浸渗对金属材料机械性能的影响

摘要

本课题主要研究了金属材料经纳米金刚石微粉热浸渗处理后其机械性能发生的变化.该项目以轴承钢、40钢和纯Fe为对比材料,对纳米金刚石微粉热浸渗处理后的GY4装甲钢进行了硬度、冲击韧性、抗枪弹性、耐摩擦性等机械力学性能的研究.利用渗纳米金刚石热浸渗处理技术和渗碳技术分别对轴承钢、40钢材料的试样进行处理.通过硬度检测和耐磨性能测试后发现,经前者处理过的试样比后者处理过的硬度大、耐磨性能高.通过对其金相分析发现,经纳米金刚石微粉热浸渗后材料的微观结构与未处理的相比发生了很大的变化.纳米金刚石微粉热浸渗技术与渗碳技术相比,可显著提高金属材料的硬度和耐磨性能.通过以上实验得出如下结论,纳米金刚石微粉热浸渗技术,能提高金属材料的硬度、抗磨损性等机械性能,为易磨损零件使用寿命的延长提供了一条可靠的途径.

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1纳米材料研究的新进展及在21世纪的战略地位

1.1.1研究现状和趋势

1.1.2国际动态和发展战略

1.1.3国内研究进展

1.2纳米材料的制备方法

1.2.1物理方法

1.2.2化学方法

1.3纳米材料在各个领域的最新应用

1.3.1在陶瓷领域的应用

1.3.2在微电子学上的应用

1.3.3生物工程上的应用

1.3.4在光电领域的应用

1.3.5在化工领域的应用

1.3.6在医学上的应用

1.3.7在分子组装方面的应用

1.3.8在材料、机械工业方面的应用

1.4本课题的研究目的及意义

第二章现阶段对材料表面处理的新技术

2.1.材料表面处理的方法

2.1.1氮碳共渗

2.1.2离子沉淀金刚石薄膜技术

2.1.3热喷涂技术

2.1.4激光表面改性技术

2.1.5化学镀技术

2.1.6功能梯度材料(FGM)技术

2.2材料的表面处理原理

2.2.1介质中的化学反应

2.2.2界面层中的扩散

2.2.3表面吸附与界面反应

2.2.4内扩散

2.2.5表面扩散

第三章纳米金刚石微粉渗透技术

3.1渗纳米金刚石技术的特点

3.2纳米金刚石微粉热浸渗技术与普通化学热处理的区别

3.3纳米金刚石微粉热浸渗工艺简介

3.4纳米金刚石微粉渗透处理后轴承钢和40钢的磨擦性能

3.4.1硬度测试

3.4.2金相分析

3.4.3 T-11摩擦磨损实验机简介

3.4.4实验条件

3.4.5实验结果及分析

3.5本章小结

第四章纯Fe渗纳米金刚石后的摩擦磨损性能

4.1引言

4.2淬火和回火概述

4.3实验条件及方法

4.4硬度测试

4.5金相分析

4.5.1未淬火组织的金相

4.5.2淬火组织的金相

4.5.3渗陶瓷试样的金相组织

4.6摩擦磨损实验设备及原理

4.7实验结果及分析

4.8本章小结

第五章装甲钢渗纳米金刚石后的机械力学性能

5.1纳米金刚石微粉热浸渗处理GY4装甲钢

5.1.1 GY4装甲钢简介

5.1.2纳米金刚石微粉热浸渗处理GY4装甲钢的工艺

5.2纳米金刚石微粉热浸渗处理后装甲钢板的靶场试验结果

5.3纳米金刚石微粉热浸渗对装甲钢微观结构的影响

5.3.1纳米金刚石微粉热浸渗工艺对装甲钢微观结构的影响

5.3.2纳米金刚石微粉热浸渗处理后装甲钢的透射图象

5.3.3纳米金刚石微粉热浸渗处理后装甲钢的拉曼光谱分析

5.4纳米金刚石微粉热浸渗对装甲钢机械性能的影响

5.4.1纳米金刚石微粉热浸渗处理后装甲钢的纳米硬度试验结果

5.4.2纳米金刚石微粉热浸渗处理后装甲钢的硬度试验结果

5.4.3纳米金刚石微粉热浸渗透处理后装甲钢的冲击韧性试验结果

5.4.4纳米金刚石微粉渗透处理后装甲车用钢的摩擦磨损试验结果

5.4.5纳米金刚石微粉热浸渗处理装甲钢抗弹性能提高的原因分析

5.4.6实验结论

总结

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢