铁基渗硼强化粉末冶金材料的性能及渗层生长动力学研究

• 作者: 夏莲森 张光胜 方慧敏
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 铁基材料 粉末渗硼 扩散系数 扩散激活能 显微硬度 Rockwell-C附着力测试
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 338-345
• 页数: 8页
• 分类号: TG174.445
• 字数: 4828字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.07.042

摘要

目的 通过固体粉末渗硼法直接烧结铁基粉末冶金材料,制备具有渗硼层的试样.方法 采用固体渗硼工艺对铁基粉末冶金材料在1123、1223、1323 K温度下渗硼处理3、5、7、10 h,采用光学显微镜及扫描电镜(SEM)观察了渗硼层的形貌,测定了渗硼层的厚度.用X射线衍射仪分析了渗硼层的物相组成,用摩擦磨损试验评估渗硼层的耐磨性,采用Rockwell-C粘附性试验评估渗硼层与基体的粘合强度质量.对渗层的生长动力学曲线进行拟合,得出渗层动力学曲线和厚度等值线图.结果 试样的渗硼层厚度为35～183μm,1323 K条件下获得双相渗硼层(Fe2B+FeB),1123 K及1223 K条件下获得单相渗硼层Fe2B.试样在1223 K温度下渗硼处理5 h获得的渗硼层的耐磨性最佳,其粘合强度质量根据规范通过HF3等级认可.该试验中B元素的扩散激活能为164 kJ/mol.结论 烧结温度和渗硼时间与渗层厚度关系密切,渗硼时间与渗层厚度的关系呈现出抛物线关系.厚度值的平方与渗硼时间符合阿瑞纽斯(Arrhenius)公式呈线性关系.渗硼层的显微硬度显著高于基体硬度,随时间的增加,渗层中出现较多的孔洞与疏松,渗硼层形状由明显的梳齿状逐渐变成不太明显的梳齿状,此情况在高温下更加明显.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张光胜	安徽工程大学材料学院	42	206	9.0	12.0
2	方慧敏	安徽机电职业技术学院机械工程学院	11	8	2.0	2.0
6	夏莲森	安徽工程大学材料学院	4	0	0.0	0.0