氮氢比对UNIMAX钢离子渗氮组织及性能的影响

作者：曹文峰; 贺瑞军; 王晓颖; 郭凯宇; 周舸; 田野^*

来源：精密成形工程, 2023, 15(01): 113-119.

• UNIMAX钢
• 离子渗氮
• 表面硬度
• 渗层深度
• 渗层组织性能

目的 针对目前我国航空航天、汽车等领域高端制件精密锻造用模具钢离子渗氮表面改进过程的技术瓶颈，通过开展不同氮氢比条件下的工艺试验，揭示离子渗氮过程中不同的氮氢比对UNIMAX钢离子渗氮组织及性能的影响规律。方法 在真空离子氮化炉中，对UNIMAX钢进行温度为500℃、压力为250Pa、不同氮氢比气氛条件下的离子渗氮试验。并采用显微硬度计、显微维氏硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、X射线应力分析仪对上述不同离子渗氮处理后的渗氮层表面硬度、渗层深度、渗层组织、渗层物相组成、表面残余应力、表面脆性进行表征与分析。结果 随着渗氮气氛中N2浓度的降低，渗层深度逐渐减小，扩散层中氮化物组织均匀性逐渐增大，渗层组织中脆性相ε-Fe2,3N相对含量下降，韧性相γ’-Fe4N相对含量提高。表面硬度明显提高，当V(N2)∶V(H2)=1∶1时，最大值可达1153HV0.2。结论 当V(N2)∶V(H2)=1∶3时，渗层表面硬度与韧性展现出较好的匹配度，在该工艺下可以获得最佳的渗层组织。

• 单位
  沈阳工业大学; 中国航发北京航空材料研究院