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9Cr18模具钢表面低温渗碳强化的实验研究
来源: | 作者:东启特钢 | 发布时间: 2021-03-17 | 1677 次浏览 | 分享到:
9Cr18模具钢表面低温渗碳强化的实验研究
　　9Cr18模具钢表面低温渗碳强化的实验研究
　　模具钢
　　9Cr18马氏体模具钢是轴承领域应用最广泛的模具钢，具有良好的耐蚀性，其淬火硬度(58 ~ 60~64HRC)低于常规轴承钢(60~64HRC)。以下小系列将向您介绍9Cr18模具钢表面低温渗碳强化的实验研究。
　　
　　轴承的老化主要发生在工作表面和亚表面层。采用合适的工艺对9Cr18不锈钢进行表面强化是提高轴承使用寿命的有效途径。
　　
　　近年来发现，不锈钢在500℃以下进行渗氮或渗碳处理时，可以获得含氮或含碳的固溶体和扩散层，氮或碳原子起到固溶强化的作用，不仅提高了不锈钢的表面硬度，而且增强了耐蚀性。因此，本研究对9Cr18马氏体不锈钢进行了低温渗碳处理，并对处理后样品的组织和性能进行了实验研究，为低温渗碳技术在不锈钢轴承中的应用提供了参考。
　　
　　实验材料为9Cr18不锈钢，化学成分(质量分数，%)为0.95C、0.38Si、0.47Mn、0.015S、0.01P、17.9Cr，余量为Fe。样品尺寸为10mm×10mm×5mm。对试样表面进行粗磨、精磨和精磨，以保证表面粗糙度ra < 0.2μ m，平直度< 0.002mm。试验前，用丙酮溶液清洗试验，并在乙醇溶液中超声清洗15分钟。
　　
　　活化过程是增加材料的表面活性，消除氧化膜。选择含氯混合气体作为低温渗碳的预处理气氛。预处理参数设计为:含氯混合气体下温度达到440℃，保温2h，次数为2次。因此，在预处理过程中，氧化膜被多次消除，可以防止低温渗碳初期氧化膜的再生，效果优于一次处理。
　　
　　试验结束后，用金相显微镜观察基体组织。用扫描电镜观察表面微观结构，测试截面元素的分布。显微硬度用维氏硬度计测试。用直线度计测量试验前后样品的直线度；洛氏硬度计用于测试处理前后基体的硬度。
　　
　　结果表明:
　　
　　1)在常规调质条件下，9cr18马氏体不锈钢经低温渗碳后，表面硬度从630HV显著提高到1700HV。
　　
　　2)低温渗碳对基体组织影响不大，处理后组织和硬度没有明显变化。
　　
　　3)浸润层与基体附着力好，无明显剥离，综合性能好。
　　
　　4)低温渗碳处理对试样的平直度和表面粗糙度影响不大。
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