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摘要
采用N_2+H_2气氛对DZ2钢的试样及车轴进行离子渗氮工艺试验，通过温度、时间、N_2比例3种因素的正交试验以及三段式深层离子渗氮试验，结合OM、XRD、SEM等检测与分析，实现渗氮层组织结构及硬度梯度调控，得到优化工艺参数，并对渗氮后的表面粗糙度及残余应力进行表征。结果表明，气氛含N_2比例20%以下时表面可以获得γ′单相组织，厚度6～8μm,三段离子渗氮可以得到较为平缓的硬度梯度分布，表面硬度600 HV以上，离表面0.3～0.5 mm处显微硬度达400 HV以上，脆性及脉网状级别均为1级。离子渗氮后的表面粗糙度R_a有所增加，渗氮层内形成残余压应力场，最大残余压应力幅值达715 MPa,位于距表面0.51 mm深处。采取加入Ar气调整炉压等措施，实现了花键全齿廓渗氮，车轴的批量渗氮处理后，经过实体解剖检测花键齿全齿廓均达到原定技术指标。
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单位云南省机械研究设计院; 郑州机械研究所有限公司; 西南交通大学
