The invention relates to an iron-based alloy surface with high strength and toughness of nitrided layer and its preparation method, preparation, the surface of Fe based alloy samples for grinding, polishing, a gas nitriding furnace, the gaseous nitrogen source, gas nitriding treatment, the nitrogen potential of critical nitrogen potential in the formation of compound layer below. The end of the gas nitriding furnace, cold or cold oil, making a nitrided layer without compound layer; the prepared non nitrided layer compound layer of shot peening, which is made of Fe based alloy surface with high strength and toughness of nitrided layer. Compared with the prior art, the nitrided layer prepared by the method of hardness and conventional gas nitriding compound layer hardness (or even higher), and the toughness is better than that of compound layer, at the same time, the method of the invention can effectively overcome the conventional gas nitriding parts should be brittle spalling under the conditions of service force defects in heavy load and shear. Broaden the scope of application of gas nitriding process.
【技术实现步骤摘要】
一种铁基合金表面高强韧渗氮层及其制备方法
本专利技术属于金属材料的表面改性
,涉及一种铁基合金表面高强韧渗氮层及其制备方法。
技术介绍
气体渗氮是工业生产中应用最为广泛的表面改性技术之一,它可以有效提高钢铁材料表面的硬度、耐磨性及耐腐蚀性能等。通常情况下,采用气体渗氮工艺可于零件表面获得由最外化合物层(ε-Fe2-3N+γ′-Fe4N型氮化物)和次表层氮扩散区组成的复合渗氮改性层。然而,化合物层通常因内应力高导致韧性较差,尤其是在重载磨损、高剪切应力及热/力冲击工况下易发生破碎、剥落,表现出极短的服役寿命。为此,应用于上述特殊场合的气体渗氮零件在使用前,通常将其表面化合物层去除,以韧性和承载能力更优良的次表层扩散区(无化合物渗氮层)直接服役。尽管该方法确实可提高渗氮表层韧性,并降低脆性剥落风险,但这种无化合物渗氮表层(即氮扩散层)的硬度(强度)和常规轻载耐磨性又显著低于化合物层。显然,常规气体渗氮工艺无法同时提高零件表层的强度(硬度)和韧性,即气体渗氮所得化合物表层的硬度高,但韧性差,而无化合物渗氮表层(扩散表层)尽管韧性优良,但硬度低。目前,传统的气体渗氮强化机制中存在硬度与韧性的倒置关系,气体渗氮工艺的进一步发展和大规模应用仍存在一定的局限性。申请号为201310668391.X的中国专利技术专利公开了一种金属材料高强韧化表面改性方法。该方法是将金属材料表面进行打磨、抛光、清洗和干燥预处理后,将预处理的材料表面进行激光喷丸处理,而后将激光喷丸处理的表面进行磁场渗氮,将渗氮后的表面进行磁场淬火,在将磁场淬火后的表面再进行低能激光喷丸处理,最后将低能 ...
【技术保护点】
一种铁基合金表面高强韧渗氮层的制备方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:步骤(1):将铁基合金样品的表面进行打磨、抛光后,装入气体渗氮炉,通入气态氮源,进行气体渗氮处理,将氮势控制在化合物层形成的氮势临界值以下,待气体渗氮处理结束后,进行炉冷或油冷,即制得无化合物层的渗氮层;步骤(2):对步骤(1)制得的无化合物层的渗氮层进行表面喷丸强化处理,即制得所述的铁基合金表面高强韧渗氮层。
【技术特征摘要】
1.一种铁基合金表面高强韧渗氮层的制备方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:步骤(1):将铁基合金样品的表面进行打磨、抛光后,装入气体渗氮炉,通入气态氮源,进行气体渗氮处理,将氮势控制在化合物层形成的氮势临界值以下,待气体渗氮处理结束后,进行炉冷或油冷,即制得无化合物层的渗氮层;步骤(2):对步骤(1)制得的无化合物层的渗氮层进行表面喷丸强化处理,即制得所述的铁基合金表面高强韧渗氮层。2.根据权利要求1所述的一种铁基合金表面高强韧渗氮层的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的气体渗氮处理的条件为:控制温度为500~580℃,渗氮处理的时间为5~20h。3.根据权利要求1所述的一种铁基合金表面高强韧渗氮层的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的氮势控制在化合物层连续形成的临界氮势以下。4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员:王博,顾剑锋,李文政,徐骏,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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