表面纳米化诱导GCr15钢渗碳体溶解行为研究

摘要

高能机械球磨表面纳米化过程中发现表面纳米晶层内渗碳体发生溶解现象,采用TEM、三维原子探针和穆斯堡尔谱对渗碳体的溶解进行了表征.TEM观察结果表明,在纳米化的最表层平均晶粒为10 nm,在选区电子衍射花样中没有发现渗碳体的衍射环,表明渗碳体可能发生溶解.三维原子探针分析表明,表面纳米化处理后,铁素体中的碳含量为0.75at%,是基体铁素体碳含量的100倍,表明表面纳米化过程中渗碳体发生了溶解,通过穆斯堡尔谱分析结果表明,渗碳体的溶解量约为47%.表面纳米化过程中渗碳体的溶解可分为三个阶段:①诱导阶段,在表面机械研磨的最初5 min,渗碳体的溶解分数仅为0.4%;②溶解阶段,在表面纳米化处理的5～30 min,渗碳体大量溶解,其体积分数由14.6%降低到8.4%;③饱和阶段,当处理时间达到30 min以上,渗碳体的体积分数基本保持不变.