氩弧重熔 Q235钢 B-C-N共渗层的组织结构及耐磨性.pdf

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1、第４０卷第８期Ｖｏｌ畅４０Ｎｏ畅８２０１５年８月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＡｕｇｕｓｔ２０１５氩弧重熔Q235钢B-C-N共渗层的组织结构及耐磨性１，２１１１马壮，张焱鑫，韦宝权，李智超（１．辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，辽宁阜新１２３０００；２．辽宁科技学院冶金工程学院，辽宁本溪１１７３００）摘要：采用粉末包埋法对Ｑ２３５钢进行Ｂ-Ｃ-Ｎ共渗，并对共渗层进行氩弧重熔。观察共渗层和熔覆层的显微组织并进行结构分析，测试共渗层及熔覆层的显微硬度和耐磨性。结果表明，共渗层的显微组织由ＦｅＢ、Ｆｅ２Ｂ、Ｆｅ３Ｂ、Ｆｅ２Ｎ、Ｆｅ８Ｎ和Ｆｅ３Ｃ相组成，

2、氩弧重熔层形成了新相Ｆｅ２３（Ｂ，Ｃ）６和Ｆｅ３Ｎ等；共渗层显微硬度最高值为１１９８．４ＨＶ０．１，重熔层的最高硬度值为１１９２．８ＨＶ０．１，但硬度梯度变化平缓；共渗层、氩弧重熔层相对基体的耐磨粒磨损性能分别为２．７７、３．７６倍；共渗层、氩弧重熔层相对基体的耐粘着磨损性能分别为１．９５、３．２３倍，摩擦因数分别为０．５０２、０．４６２，较基体均有所下降。关键词：Ｂ-Ｃ-Ｎ共渗；氩弧重熔；磨粒磨损；粘着磨损中图分类号：TG456文献标志码：A文章编号：0254-6051（2015）08-0092-04Microstructureandwearresistanc

3、eofboron-carbonitridedlayeronQ235steelbyargonarcremelting１，２１１１ＭａＺｈｕａｎｇ，ＺｈａｎｇＹａｎｘｉｎ，ＷｅｉＢａｏｑｕａｎ，ＬｉＺｈｉｃｈａｏ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＦｕｘｉｎＬｉａｏｎｉｎｇ１２３０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｎｘｉ

4、Ｌｉａｏｎｉｎｇ１１７３００，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｂｏｒｏｎ-ｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｄｅｄｌａｙｅｒｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｏｎＱ２３５ｓｔｅｅｌｕｓｉｎｇｐｏｗｄｅｒｉｍｂｅｄｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｒｅｍｅｌｔｅｄｂｙａｒｇｏｎａｒｃ．Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｂｏｒｏｎ-ｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｄｅｄｌａｙｅｒｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｍｅｌｔｉｎｇｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｃｒｏ

5、ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｂｏｒｉｄｅｌａｙｅｒｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＦｅＢ，Ｆｅ２Ｂ，Ｆｅ３Ｂ，Ｆｅ２Ｎ，Ｆｅ８ＮａｎｄＦｅ３Ｃ，ａｎｄｔｈｅｒｅｍｅｌｔｅｄｏｎｅｇｅｎｅｒａｔｅｓｓｏｍｅｎｅｗｐｈａｓｅｓＦｅ２３（Ｂ，Ｃ）６，Ｆｅ３Ｎａｎｄｓｏｏｎ；Ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｂｏｒｉｄｅｌａｙｅｒｉｓ１１９８．４ＨＶ０．１，ｔｈｅｒｅｍｅｌｔｅｄｏｎｅｉｓ１１９２．８ＨＶ０．１ａｎｄｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓｇｒａｄｉｅｎｔｂｅｃｏｍｅｓｇｅｎｔｌｙ；Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅ，ｔｈｅｒｅｌａｔ

6、ｉｖｅａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｂｏｒｉｄｅｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｒｅｍｅｌｔｅｄｌａｙｅｒａｒｅ２．７７ａｎｄ３．７６ｔｉｍｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅａｄｈｅｓｉｖｅｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｂｏｒｉｄｅｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｒｅｍｅｌｔｅｄｌａｙｅｒａｒｅ１．９５ａｎｄ３．２３ｔｉｍｅｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；Ｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｂｏｒｉｄｅｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｒｅｍｅｌｔｅｄｌａｙｅｒａｒｅ０．５０２ａｎｄ０．４６２，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔ

7、ｈｅｓｅａｌｌｄｅｃｒｅａｓｅｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｍａｔｒｉｘ．Keywords：ｂｏｒｏｎ-ｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｄｅｄｌａｙｅｒ；ａｒｇｏｎａｒｃｒｅｍｅｌｔｉｎｇ；ａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒ；ａｄｈｅｓｉｖｅｗｅａｒ［３］粉末渗硼工艺具有工艺简单、成本低廉和渗硼厚布及界面结合状态的目的。其中，氩弧重熔工艺技度与组织易控制等优点，在金属材料表面进行渗硼等术对渗层进行强化处理时，可以有效地消除渗层表面［４-５］其他元素可使材料表面具有更高的耐磨性、耐热性以脱落和开裂等缺陷。本文采用粉末包埋法对Ｑ２３５及硬度等特殊物理性能，但是渗层通常较脆、磨裂倾向钢进行Ｂ-

8、Ｃ-Ｎ共渗，再对其表面进