40Cr鋼是廣泛應(yīng)用于重要結(jié)構(gòu)件的典型滲氮鋼,其所含元素Cr有利于滲氮,經(jīng)滲氮處理后可獲得較高的表面硬度。其滲氮溫度一般在500~600℃,普通的單純熱處理時(shí)間較長(zhǎng)。科研人員研究表明,經(jīng)過激光淬火后表層具有較高的殘余壓應(yīng)力,可大大提高零件的疲勞強(qiáng)度,處理層和基體的結(jié)合強(qiáng)度也比較高。
通過觀察金相組織、測(cè)量表面硬度和滲層深度、檢測(cè)耐蝕性等方法,研究了真空淬火預(yù)處理對(duì)40Cr鋼離子碳氮氧硫共滲層組織和性能的影響。結(jié)果表明,激光淬火預(yù)處理縮短了離子碳氮氧硫共滲的時(shí)間,降低了共滲的溫度。
激光真空淬火預(yù)處理可提高共滲工件表面硬度及滲層深度,經(jīng)激光淬火/離子多元共滲處理后,40Cr鋼表面的ε-Fe2-3N相和FeS含量增多,Fe3C含量減少,可明顯地改善其耐蝕性。
激光真空淬火處理使材料內(nèi)部組織晶粒細(xì)化,位錯(cuò)密度增大,晶界數(shù)目增多,進(jìn)而為氮原子擴(kuò)散提供了更多的擴(kuò)散通道。而離子轟擊有凈化表面作用,能去除工件表面鈍化膜,可使耐磨板、耐熱鋼工件直接滲氮,滲層厚度和組織可以控制。
研究表明,離子多元共滲處理相對(duì)于單純的滲氮處理可以縮短時(shí)間,可以提高材料表面的耐磨性和耐蝕性。為進(jìn)一步提高40Cr鋼表面的強(qiáng)度和耐蝕性,縮短滲氮時(shí)間