钢硼铝共渗材料研究.doc

毕业论文(设计)
题目: T10钢硼铝共渗新工艺的研究
指导老师:
学生姓名:
所属院系:
专业:
班级:
完成日期: 2006-6-12

毕业论文(设计)任务书
班级: 材料012班姓名: 达吾提
论文(设计)题目: T10钢硼铝共渗新工艺的研究
专题:
论文(设计)来源: 自拟题目
要求完成的内容:1、通过正交试验制定共渗工艺
2、加热温度和保温时间对共渗层的影响
3、分析硼铝共渗机理
4、分析活化剂在硼铝共渗中的作用
5、分析渗层中铝的扩散机制
6、分析稀土在硼铝共渗中的作用
7、撰写图文并茂的研究论文
发题日期:2006年 4 月3日完成日期2006年6 月 12日
实习实训单位: 地点:
论文页数: 14 页; 图纸张数:
指导教师:
教研室主任:
院长(系主任):
摘要
在本研究中对模具钢进行硼铝共渗,研究了硼铝共渗工艺,不同工艺参数
对渗层厚度、金相组织及性能的影响。在试验研究中采用了正交试验分析法,结果表明,对硼铝共渗影响的主要因素是加热温度和保温时间。在本研究中通过调整工艺参数,控制了共渗层的组织结构,从而获得所需要的耐磨性、抗高温氧化性和低脆性。论文中讨论了硼铝共渗原理、渗层中铝的扩散机制、稀土和活化剂的作用。稀土的渗入也加速了硼原子的扩散速度,增加了铝原子的渗入量。
关键词:硼铝共渗;稀土;共渗层
目录
前言 1
1. 国内外现状 2
2. 试验方法及条件 3
试验材料与设备 3
固体硼铝共渗的方法 3
实验方案 3
3. 试验结果与分析 4
极差分析 4
加热温度对渗层厚度的影响 6
保温时间对渗层厚度的影响 7
渗层显微硬度分布 7
8
硼铝共渗原理 8
固态硼铝共渗介质的反应 9
渗B介质反应 9
渗A1介质反应 9
渗层组织与相结构 9
渗层中铝的扩散机制 10
铝和碳的作用 11
稀土元素的作用 11
活化剂的作用 12
5. 结论 12
致谢 13
参考文献 错误!未定义书签。
前言
本论文的研究意义:模具质量直接影响其寿命,稀土硼铝共渗技术及其热处理在模具上的应用,为提高模具使用寿命开辟了有效途径。用于金属材料表面改性的离子注如技术,如钢的离子氮化钢的固体渗硼及硼铝共渗,以其特有的性能在模具工业生产中获得了广泛的应用,但随着研究的不断深入,人们发现这些表面强化方法各有其不足之处,有关研究报道,钢的稀土硼铝共渗层具有高的耐磨性、抗高温氧化性和抗热疲劳性能,较低的脆性,因而引起人们的重视。实践中,人们已认识到硼与其它元素共渗,比单一渗硼能获得更好的使用性能,因此,稀土硼铝共渗用于模具表面强化,特别是能够耐高温疲劳和抗氧化的共渗工艺的研究已引起人们的重视,并逐渐用于生产。本研究通过对T8钢进行硼铝共渗,探讨和对比淬火法,固体渗硼法的耐磨和抗氧化性,期望在模具的工作表面上形成一层高性能的共渗层,从而达到提高模具使用寿命的目的。在本题目中将对模具钢进行硼铝共渗,研究硼铝共渗新工艺,不同工艺参数对渗层厚度和组组结构的影响,通过调整工艺参数,控制共渗层的组织结构,拟获得所需要的耐磨性、耐蚀性和耐热性。
研究目标和研究内容:本题目将渗层中铝的扩散机制、硼铝共渗原理、稀土元素和活化剂作用等方面进行深入的理论研究。本文以T8钢为例,采用固体粉末法,对硼铝共渗层的工艺,组织和性能进行研究,并对Al在共渗层中的作用进行探讨。为降低共渗层的脆性、提高共渗层的耐磨性、耐蚀性、耐热性和抗氧化性提供可靠的理论保证。
拟解决的关键问题:找出最佳的共渗剂成分和共渗工艺。
技术路线:,并分析共渗剂对组织和性能的影响;,并分析温度和时间对渗层厚度的影响;;、渗层中铝的扩散、稀土元素和活化剂的作用等方面进行理论研究。
1. 国内外现状
渗硼工艺自诞生至今已有100多年的历史,此间国内外的同行们创造发明了许多渗硼方法(如固体粉末渗硼、气体渗硼、膏剂渗硼、盐浴渗硼等)和工艺,其中因固体渗硼具有工艺操作方便、使用设备简单、质量易控制等优点,渗硼层硬度高、耐磨性佳、红硬性好,且有一定耐蚀性,虽已在某些冷作模具上获得较好效果,但渗层脆、致密性差,因而制约了其应用[1]。渗硼层的脆性,除其本身结构因素外,主要取决于硼化物与体间的比容差。渗硼层致密性一般较差,齿状硼化物间疏松明显,导致抗氧化能力降低,,国内外已有人针对这一情况开展