基于正交试验法的热冲压SDCM钢渗氮工艺优化

黄文明^1,2，杨浩鹏^1,2，吴晓春^1,2

1. 省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室2. 上海大学材料科学与工程学院

摘 要：通过设置不同的渗氮时间(8h、12h、16h)、温度(500℃、530℃)、气压(380Pa、480Pa)以及气体比(8∶1,6∶1/NH3∶Ar)等工艺参数来对热冲压SDCM钢进行离子渗氮实验。并通过对表面硬度、化合物层厚度、渗氮层深度、表面脆性、脉状组织评级以及表层物相组成等实验结果采用正交分析的方法确定出SDCM钢的最佳渗氮工艺。在实验结果优化分析过程中,表面硬度及脆性、脉状组织评级以及表层物相组成等实验结果的重要程度高于化合物层厚度和渗氮层深度。首先对每组试验结果进行单独的评级优化,然后综合不同实验结果的重要程度,通过正交分析中的直观分析方法来确定出SDCM钢最优的离子渗氮工艺。优化结果表明,在渗氮时间为12h,温度为530℃,压力为480Pa以及气体比为6∶1的工艺下SDCM钢渗氮层深度为300μm左右,白亮层厚度在7μm左右,表面硬度为1090HV,韧性相含量为51.2%,表面脆性较好没有出现渗层剥落的现象,此外,扩散层中只有少量细小的脉状组织出现。

关键词：热冲压SDCM钢;离子渗氮;正交优化;