GCr15轴承钢表面渗硼层生长动力学与机械性能
来源期刊：工程科学学报2018年第9期
论文作者：宗晓明 蒋文明 樊自田 高飞
文章页码：1108 - 1114
关键词：GCr15轴承钢;渗硼;微观组织;机械性能;生长动力学;
摘 要：对GCr15轴承钢表面渗硼层的生长动力学与机械性能进行了研究.采用固体渗硼的方法,在1123、1173、1223和1323 K温度条件下,分别保温处理2、4、6和8 h,进行渗硼层制备.采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度计等对制备的渗硼层进行组织观察与性能分析,并通过试验数据对渗硼层的生长动力学特性进行了研究.研究结果表明:试样表面获得了均匀致密的渗硼层,渗硼层的相成分主要是Fe B和Fe2B;渗硼层的厚度随处理温度与保温时间的增加而增厚,变化范围为33.4318.5μm;渗硼层的表面硬度随处理温度及保温时间的增加而增大,主要是由于随着渗硼层厚度的增加,高硬度Fe B相的含量上升,低硬度Fe2B相的含量下降,表面硬度HV0.1变化范围为16301950,与基体组织相比,提高了56倍;渗层截面硬度测试结果表明,渗层与基体之间有较宽的硬度梯度过渡;通过Arrhenius公式,对渗硼层的生长动力学方程进行了推导,可知B元素在GCr15轴承钢中的扩散激活能为188.595 k J·mol-1,对推导的动力学方程进行了试验验证,结果表明最大误差仅4.93%,可有效的实现对渗层厚度的预测.
宗晓明1，蒋文明1，樊自田1，高飞2
1. 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室2. 洛阳轴承研究所有限公司
摘 要：对GCr15轴承钢表面渗硼层的生长动力学与机械性能进行了研究.采用固体渗硼的方法,在1123、1173、1223和1323 K温度条件下,分别保温处理2、4、6和8 h,进行渗硼层制备.采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、维氏硬度计等对制备的渗硼层进行组织观察与性能分析,并通过试验数据对渗硼层的生长动力学特性进行了研究.研究结果表明:试样表面获得了均匀致密的渗硼层,渗硼层的相成分主要是Fe B和Fe2B;渗硼层的厚度随处理温度与保温时间的增加而增厚,变化范围为33.4318.5μm;渗硼层的表面硬度随处理温度及保温时间的增加而增大,主要是由于随着渗硼层厚度的增加,高硬度Fe B相的含量上升,低硬度Fe2B相的含量下降,表面硬度HV0.1变化范围为16301950,与基体组织相比,提高了56倍;渗层截面硬度测试结果表明,渗层与基体之间有较宽的硬度梯度过渡;通过Arrhenius公式,对渗硼层的生长动力学方程进行了推导,可知B元素在GCr15轴承钢中的扩散激活能为188.595 k J·mol-1,对推导的动力学方程进行了试验验证,结果表明最大误差仅4.93%,可有效的实现对渗层厚度的预测.
关键词：GCr15轴承钢;渗硼;微观组织;机械性能;生长动力学;
