镀铬钢件等离子弧界面强化工艺研究

论文摘要

为降低镀铬钢件损耗,增长镀铬钢件的使用寿命,利用非转移型等离子弧,采用不同工艺参数对PCrNi3MoA镀铬钢件表面进行扫描处理,以改善镀铬钢件的表面性能。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)等方法对样品的界面组织、形貌和成分进行分析;分别对样品垂直于界面方向的显微硬度分布及界面结合强度进行测定;采用抗热冲击实验评价镀铬层抗热剥落性能;并测定了在不同磨损条件下镀铬层耐磨损性能。实验结果表明,等离子弧的快速加热促进了镀层的Cr原子与基体Fe原子的互扩散,改善了镀铬层与基体的结合,界面附近的基体内发生马氏体相变,形成一定范围的相变硬化层;与未处理样品相比,经等离子弧处理后,样品镀铬层的抗热冲击性能增强;特别是在合适的工艺范围内,样品垂直于界面方向的显微硬度分布得到改善,镀层与基体的结合强度升高,镀铬层耐磨损性能优越。综合处理工艺对试样组织及性能的影响,可选择合适的处理工艺参数,进一步优化材料性能。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 现代等离子弧表面强化技术的发展与现状

1.3 本课题的目的和意义

2 实验原理及方法

2.1 等离子弧及等离子弧处理实验装置

2.1.1 等离子弧简介

2.1.2 等离子弧处理实验装置

2.1.3 镀铬试样等离子弧处理工艺

2.2 等离子弧处理后试样的金相显微分析

2.3 等离子弧界面强化后镀铬层与基体微观形貌与成分分析方法

2.4 等离子弧处理后试样界面显微硬度测量

2.5 等离子弧处理后高温磨损实验

2.5.1 等离子弧处理后高温磨损实验原理

2.5.2 等离子弧处理后高温磨损试验设备

2.6 等离子弧处理后微动磨损实验

2.6.1 等离子弧处理后微动磨损实验原理

2.6.2 等离子弧处理后微动磨损试验设备

2.7 等离子弧处理后结合力实验

2.8 热剥落实验

3 实验结果及分析

3.1 等离子弧处理后PCrNi3MoA镀铬试样组织、界面微观形貌和成分分析

3.1.1 等离子弧处理后PCrNi3MoA镀铬试样组织分析

3.1.2 等离子弧处理后PCrNi3MoA镀铬试样界面微观形貌和成分分析

3.2 等离子弧处理后试样吸收能量密度分析

3.3 等离子弧处理后PCrNi3MoA镀铬试样显微硬度变化分析

3.4 等离子弧处理后PCrNi3MoA镀铬试样镀层结合强度分析

3.5 等离子弧处理后PCrNi3MoA镀铬试样镀层抗热冲击性能分析

3.6 等离子弧处理后PCrNi3MoA镀铬试样高温磨损性能分析

3.7 等离子弧处理后PCrNi3MoA镀铬试样微动磨损性能分析

3.7.1 微动磨损的表面性能分析

3.7.2 微动磨损实验分析

3.7.3 磨痕形貌及成分分析

结论

致谢

参考文献

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