导读:本文包含了稀土氮碳共渗论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:等离子体渗氮,等离子体氮碳共渗,稀土,耐蚀性
稀土氮碳共渗论文文献综述
唐丽娜,张天德,任伟,王健波,闫牧夫[1]（2015）在《淬火态42CrMo钢等离子体稀土氮碳共渗层组织与耐蚀性》一文中研究指出相基于XRD、OM、SEM分析与显微硬度和电化学腐蚀测试研究了淬火态42CrMo钢在560℃脉冲等离子体渗氮及有无稀土添加氮碳共渗的渗层的组织结构和性能。结果表明,稀土添加有助于表层ε(N/N,C)相形成,从而形成更致密的化合物层,淬火态42CrMo钢稀土氮碳共渗层耐蚀性较好,具有更高的自腐蚀电位、点蚀电位以及较宽的钝化区。(本文来源于《第十一次全国热处理大会论文集》期刊2015-07-18）
张程菘[2]（2015）在《铁基合金等离子体稀土氮碳共渗组织超细化与深层扩散机制》一文中研究指出M50Ni L钢是新一代的高强轴承钢,广泛应用于航空制造业等高端装备制造业。对于轴承而言,其失效形式主要为接触疲劳失效和磨损失效,因此要求其具有优异的表面性能。然而目前对于M50Ni L钢的表面改性技术却鲜有报道。如何在轴承钢表面获得超细化的组织且较深的改性层一直以来是化学热处理的研究热点。本文针对M50Ni L钢稀土氮碳共渗层的高强韧性的性能要求,将等离子体稀土氮碳共渗技术应用于M50Ni L钢的表面改性。基于循环相变超细化思想,设计了变温循环稀土氮碳共渗工艺,以期实现共渗组织超细化;同时研究了不同铁基合金低温稀土共渗过程中的稀土元素催渗机制。在不同相区对M50Ni L钢进行稀土氮碳共渗,研究温度、氮氢比及共渗时间对共渗层组织结构的影响。结果表明:M50Ni L钢a相区稀土氮碳共渗层无化合物层,共渗层微结构为粗大的板条马氏体。共渗层的相组成主要为a′N、g′-Fe4N及e-Fe2-3N,且相结构随温度变化较大,随氮氢比变化不明显。g相区稀土氮碳共渗层组织同样无化合物层,相结构受温度及氮氢比影响较大。相同氮氢比下,g′-Fe4N含量随温度升高而减少;当氮氢比为0.3:0.1 L/min时,650°C下共渗1h后,开始形成g-Fe N0.076,说明奥氏体化开始。以不同相区M50Ni L钢稀土氮碳共渗层相结构演变规律为基础,通过热力计算设计了变温循环共渗工艺,在共渗层表面上获得了纳米级的超细组织,而在共渗层内部30mm处局部得到了超细化的组织。其中,g?a相区(降温)循环共渗表面超细化组织由a′N+g′-Fe4N或单一的g′-Fe4N组成,g相区(升温)循环共渗表面超细化组织由a′N和非晶组成。M50Ni L钢变温循环稀土氮碳共渗超细化机制为:首先,g相区共渗过程中发生奥氏体化,形成g-Fe N0.076,其次在后续的降、升温循环过程中反复发生g-Fe N0.076®a′N+g′-Fe4N转变以及马氏体相变(g®a′N)。与此同时合金元素导致e和g′氮化物的稳定性下降,使其在共渗过程中不易长大,最终形成超细化共渗层组织。M50Ni L钢经不同相区稀土氮碳共渗后,硬度及耐磨性均大幅提高。磨损机制随磨损速度由氧化疲劳磨损逐渐转变为磨粒磨损和粘着磨损。其中g?a相区(降温)循环2次共渗层具有最优的耐磨性。而稀土La的加入能够抑制共渗层的脆性,提高共渗层的强韧性,增强共渗层的耐磨性。超细化共渗层耐磨性提高得益于其特殊的表面组织结构。细小的含氮马氏体+弥散析出的g′-Fe4N组织有利于提高共渗层的强韧性和耐磨性。稀土元素在化学热处理中被证实具有明显的催渗效果,然而其催渗机制尚未得到很好的揭示,尤其在等离子体低温稀土共渗中。本文的实验和热力学计算结果证实:等离子体低温稀土共渗过程中La与N之间的作用是相互吸引的。通过实验和理论计算提出等离子体低温稀土共渗过程中稀土催化机制:首先,稀土共渗过程中,在La和La Fe O3的共同作用下,使共渗表面变得粗糙,比表面积增大,有利于N的吸附;其次La对N的吸引提高了表面N的活度,与此同时通过La Fe O3对O的吸附,使得共渗表面N原子与La分离而向内深层扩散。基于对含合金元素La Fe O3晶体氧空位形成能的计算,解释了高合金钢不催渗的原因,同时提出了深层渗氮钢的设计思想,即:深层渗氮钢的成分选择上应含有适量的Ni元素,同时应尽量减少Cr、Mo、V等元素的含量。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-06-01）
冯熙,杨浩鹏,吴晓春[3]（2014）在《SDC99钢离子氮碳共渗及稀土催渗》一文中研究指出为探究SDC99冷作模具钢优化的氮碳共渗工艺,对其在不同温度、时间、气压、电压条件下的离子氮碳共渗效果开展研究。结果表明,在530℃×12 h、450~500 Pa、800~850 V、NH3/CO2为16∶1时,氮碳共渗效果较好,渗层深度为160~170μm,化合物层可达4~6μm,表面硬度为1100 HV0.3;随着稀土铈的加入,渗层深度增厚至210~220μm,化合物层可达8~10μm,其中γ'相含量由26.2%增至37.1%,表面硬度达1150 HV0.3,硬度梯度变平缓。稀土催渗样的磨损率比原始试样降低47%,耐磨性显着提高。(本文来源于《金属热处理》期刊2014年11期）
陈宏涛[4]（2014）在《奥氏体不锈钢低温稀土氮碳共渗层相结构及其性质研究》一文中研究指出奥氏体不锈钢表面改性是表面工程领域中的研究热点之一。奥氏体不锈钢低温化学热处理可获得无铬化物析出的单相改性层，使材料表面兼具优异的耐磨性和耐蚀性。提高处理温度或延长处理时间时，改性层中会析出Cr的化合物，导致了材料表面耐蚀性的下降。当前工艺技术很难制备较厚的单相改性层。单相层的相结构为间隙超饱和的膨胀奥氏体，也称为S相。S相的优异性能得到了广泛的研究，但其晶体学和形成机制仍未获得解决。本论文将低温稀土氮碳共渗技术应用于奥氏体不锈钢AISI304和AISI316的表面改性，以期利用稀土元素的催渗和微合金化作用提高改性层的厚度和改善韧性。利用第一性原理计算的方法对γ-Fe中合金原子的交互作用进行了研究，进而从原子和电子尺度对S相的晶体结构和形成机制进行表征；同时对共渗层中析出相的晶体结构，稳定性，弹性和电子性质等进行了研究，以揭示析出相对改性层性能的影响。AISI304和AISI316钢在430C和460C稀土氮碳共渗时，较佳的稀土添加量分别为0.05L/min和0.1L/min，稀土添加提高了氮碳共渗的速度。430C稀土氮碳共渗动力学中，共渗层厚度随时间延长而增厚；相同共渗工艺条件下，AISI304钢比AISI316钢的共渗层厚，且渗层中析出相更多；短时间共渗（≤8h），共渗层为单一SN相（含N的S相）；延长处理时间，共渗层中CrN析出，发生了SN相向ε-Fe2-3N和γ′-Fe4N的转变。低温稀土氮碳共渗后，渗层显微硬度较基体提高4倍以上，最高可达1790HV；磨损机制由未处理态的严重粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损转变为轻微的粘着磨损和氧化疲劳磨损，磨损失重显着降低，耐磨性能提高。AISI316钢430C稀土氮碳共渗8h后，自腐蚀电位由未处理态的-143mv提高至-28mv，且钝化区扩大，耐蚀性提高。在微氮稀土渗碳中：增加乙醇流量可以获得更厚的渗层和减少渗层内的CrN析出；提高共渗温度或延长处理时间均诱发了共渗层内的马氏体相变和CrN析出；稀土的添加可以起到催渗的效果，但也加速了渗层内的马氏体相变和CrN析出。AISI316钢的460oC共渗层的相结构为S相，少量α′-Fe和CrN，显微组织为纳米级的条状晶粒。AISI304钢的共渗层分为两层：外层的马氏体相变层和里层的SC相（含C的S相）层。马氏体相变机制为应力诱发马氏体转变，S相分解为MX相和α′，S→α′+MX。应力来源为SC相内间隙原子的超饱和固溶和SC相与类MX相的晶格错配。在γ-Fe中，金属原子对Cr-Cr、Mo-Mo、Ti-Ti和Cr-Mo的第二近邻构型为最稳定分布，Cr-Ni的第一近邻构型为最稳定分布，Ni-Ni和Mn-Mn倾向于随机分布。间隙原子N-N、C-C和N-C的交互作用是浓度相关的：间隙原子浓度为20.wt%时，第二近邻构型为最稳定的分布方式；间隙原子浓度为11.1wt%时，原子间距离增加时交互作用由排斥变为吸引；在间隙原子浓度为5.9wt%，N-N的第一和第二近邻构型分别为强的和弱的排斥作用，而C-C第一和第二近邻构型分别为弱的和强的排斥作用，N-C之间均为强的排斥作用。在γ-Fe中，Cr、Mo和Ni与第一近邻的N或C之间均为排斥作用；Mn对第一近邻的N/C具有吸引作用；Ti对第一近邻的N为吸引作用，与第一近邻C为排除作用。SN相不具有理想的晶体结构，晶格中金属原子保持了准面心立方结构，N占据了Cr，Mo等原子的最近邻八面体间隙并形成短程有序。SN相是由于在低温条件下，合金元素的扩散被抑制，N扩散进入奥氏体的晶格中占据稳定或亚稳占位而形成的间隙超饱和的固溶体。N在不同间隙的占据稳定性的差异导致了N的化学势的不同，进而为N的扩散提供了驱动力。在SN相的生长过程中：N的稳定占位形成了SN相；亚稳占位和不稳定占位是N的扩散通道；SN层的生长需要界面位置N的堆积，且受N的反应扩散控制。SC相也不具有理想的晶体结构，金属原子为准面心立方结构，C占据部分完全由Fe构成八面体间隙，而不易于占据合金原子的最近邻间隙，而形成短程有序。在SC相和奥氏体不锈钢的晶格中，C在不同间隙位置的占位稳定性的不同导致了C的化学势差异，提供了C的扩散驱动力。与奥氏体不锈钢相比，C在SC相中有更高的扩散速率，形成了高C浓度的SC相层。在奥氏体不锈钢中，C的更高的占位稳定性导致了SC相中C向奥氏体不锈钢中的扩散和SC相层的生长。SC相层的生长受C的纯扩散控制。氮化物稳定性排序为：η-Fe2N>ε-Fe2N>ζ-Fe2N>ε-Fe3N>γ′-Fe4N>ZB-FeN> α"-Fe16N2>RS-FeN。密排六方ε-Fe6CxNy相中，间隙原子之间为排斥作用。间隙原子的稳定排布方式，增强了p-d杂化强度，降低了费米面附件的态密度，提高了ε-Fe6CxNy相的剪切模量。CrN中部分Cr原子可以被Fe、Mo、Ni、Mn、Ti等取代，形成稳定的叁元合金Cr0.75Me0.25N；在Cr2N的晶格中，N原子优先占据1a和2d阵点，其次是2c阵点，最后是1b位置；N原子的稳定占位方式使得Cr2N具有更高的弹性模量和剪切模量。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-06-01）
[5]（2014）在《稀土元素加快氮碳共渗速度的原因》一文中研究指出稀土元素有很低的电负性和高的化学活性,与N、H、O可能发生强烈的化学反应,其加入可促进高分子的键链破坏,促使氨和乙醇的热分解更加完全,生成较多的[N]、[C]原子,活化炉气,从而强化其氮碳共渗的动力学过程。稀土元素的原子半径远大于铁,只能渗入球墨铸铁表面的薄微区,并优先占据石墨边界、晶界、位错等原子排列紊乱的晶体缺陷处。稀土元素的渗入同时造成周围铁素体的点阵畸变,增加空位缺陷,使间隙原子[N]、[C]易于进入其八面体间隙位置,由于代位稀土原子与周围氮、碳原子的交互作(本文来源于《金属热处理》期刊2014年01期）
侯惠君,韦春贝,代明江,林松盛,胡芳[6]（2013）在《稀土对脉冲等离子体氮碳共渗处理H13钢的研究》一文中研究指出众所周知模具在工作中除了要求基体应具有足够高的强度和韧性的合理配合外,其表面性能对模具的服役性能和使用寿命至关重要。H13(4Cr5MoVlSi)钢是目前使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种,在实际使用中需对模具进行表面强化改性处理以提高使用寿命。稀土在钢的化学热处理中可以起到催渗作用并能改善钢表层的组织和性能。添加稀土元素的复合表面处理可以使钢的耐磨性和高温抗氧化性显着提高。本文利用脉冲直流电源,对H13钢进行了脉冲等离子体稀土氮碳共渗的研究。本文研究了(本文来源于《2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集》期刊2013-11-20）
孙湛[7]（2013）在《M50NiL钢等离子体稀土渗氮/氮碳共渗层组织结构与性能研究》一文中研究指出本文以高端装备传动件轴承、齿轮应用为背景，探索M50NiL钢等离子体稀土渗氮和氮碳共渗层组织结构和性能，以期获得较佳的共渗工艺。研究了纯镧渗氮层组织结构与性能，分析了纯镧与氮的相互作用机制。给出了稀土氮碳共渗的正交工艺设计及不同氢氮比-层厚、不同稀土添加量-层厚的回归预报结果。研究了稀土在氮碳共渗中的作用，稀土氮碳共渗层不同层深处的组织结构与力学性能，分析了不同温度、氮氢比及稀土氮碳共渗动力学条件下稀土氮碳共渗层的组织结构与力学性能。采用OM、XRD、SEM和EDS对共渗层组织结构、表面及磨痕形貌、磨痕元素成分进行观察、分析；对稀土氮碳共渗层梯度硬度分布、摩擦磨损性能进行测试、分析。研究结果表明纯镧与氮的作用为相互吸引，稀土纯镧能够降低表面氮浓度，起到平缓渗层梯度硬度分布及调控相结构的作用。稀土氮碳共渗实验表明稀土能够提高共渗层表面碳原子浓度，使氮碳共渗层厚度提高14%，并且促进共渗层表面γ'-Fe4N相的生成。同时稀土能够使氮碳共渗层的磨损率降低6.83%，使磨损机制由严重的磨粒磨损转变为轻微的磨粒磨损。M50NiL钢共渗层剥层实验结果表明氮碳共渗层表面相结构为α'N, γ'-Fe4N及ε-Fe_(2-3)N相，距表面12μm、65μm处为单一的含氮马氏体α’N相，距表面100μm处为基体马氏体α'-Fe相。距表面12μm处的磨损率最低为2.466×10-5mm~3/Nm，磨损机制为轻微的粘着磨损。不同温度对稀土氮碳共渗层的影响结果表明540℃处理后的钢件基体未出现过时效，共渗层厚度相比于460℃提高了133%，摩擦系数由460℃时的0.45降低至540℃处理的0.38。磨损率由460℃处理后5.556×10~(-5)mm~3/Nm降低至540℃处理的3.484×10~(-5)mm~3/Nm，降幅为59.5%。不同氮氢比对稀土氮碳共渗层的影响结果表明氮氢比为2:2时共渗层厚度比氮氢比为2:4时提高14%，摩擦系数由0.53降低至0.47。稀土氮碳共渗层动力学结果表明共渗层表面氮碳化物由细小弥散到均匀致密再到最后的结节状团簇的生成。共渗层耐磨性随着时间的延长先升高再降低。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-07-01）
唐丽娜[8]（2013）在《淬火态30CrMnSiA和42CrMo钢等离子体稀土氮碳共渗层组织与性能》一文中研究指出本文对淬火态30CrMnSiA和42CrMo钢进行了不同气氛、温度和时间的等离子体渗氮及有无稀土氮碳共渗工艺处理，利用金相组织观察（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜观察（SEM）及能谱分析（EDS）、透射电镜观察（TEM）等分析测试方法研究了各工艺参数对改性层的组织结构、力学性能、耐磨性及耐腐蚀性能的影响。30CrMnSiA和42CrMo钢淬火后组织为马氏体，等离子渗氮及氮碳共渗层均由化合物层和扩散层组成。在460oC以上进行等离子体氮碳共渗时稀土的添加能够改善渗层组织；560C添加0.5L/min稀土共渗时渗层组织由“叁层”结构组成，即表面5μm化合物层、中间40μm耐蚀白层以及传统的扩散层。等离子体渗氮及氮碳共渗层主要由ε-Fe_(2-3)N和γ′-Fe4N（ε-Fe_(2-3)(N,C)和γ′-Fe4N）组成，处理温度升高，改性层中ε-Fe_(2-3)N（ε-Fe_(2-3)(N,C)）相对含量减少。等离子体渗氮时，400oC和560oC渗氮时渗层中出现含氮马氏体'-FeN相；460oC渗氮时，随着渗氮时间延长渗层中ε-Fe_(2-3)N相含量先增多后减少，长时间(16h)渗氮后γ′-Fe4N-(200)发生择优取向。等离子体氮碳共渗时，γ′-Fe4N相在(200)晶面的择优取向随着温度的升高和时间的延长而减弱。利用稀土添加量可以调控共渗层相组成，适当添加有助于ε-Fe_(2-3)(N,C)相形成，同时使γ′-Fe4N的(200)晶面择优取向现象增强；560oC共渗稀土添加量达到0.5L/min时表面形成Fe3C相。渗氮气氛对表面形貌影响不大，表面氮化物颗粒随着渗氮温度的升高聚集长大，表面粗糙度增大。氮碳共渗时，稀土添加提高了表面氮化物颗粒密度，促进氮化物聚集长大；560oC×8h添加0.5L/min稀土共渗时，表面形貌由花瓣片状组织转变为平均尺寸为100nm~300nm的细小短棒状组织（Fe3C+少量氮化物），表面粗糙度显着降低。而EDS结果表明稀土元素可以渗入到材料内部一定深度，且能够促进氮元素向内扩散。淬火态30CrMnSiA钢等离子体渗氮及氮碳共渗改性层内主要为纳米尺寸的氮化物以及少量纳米级含氮马氏体α'-FeN组织（50nm~100nm）；而稀土的添加有助于形成小尺寸含氮碳的马氏体组织，并在一定范围内随着稀土添加量的增多纳米化程度提高。纳米晶形成机制是高过饱和淬火组织在氮、碳渗入过程中表层析出纳米级氮化物，并在固有合金元素和渗入的氮、碳、稀土等共同作用下引起的渗层内应力增大，在位错密度较高的地方使位错亚结构移动、合并或者重排形成亚晶或纳米晶，实现表面纳米化。淬火态30CrMnSiA硬度为HV500，经等离子体渗氮及氮碳共渗后表面硬度显着提高，最高可达HV1122.6，表面和心部硬度随渗氮温度升高而降低。从EDS检测和有效硬化层结果可知，稀土的添加可以促使氮、碳向内扩散，但不同温度共渗时稀土较佳添加量有所不同，500oC稀土添加0.05L/min时有效硬化层最厚，而560oC×8h共渗稀土添加0.3L/min时氮向内扩散最远，且有效硬化层最厚。淬火态30CrMnSiA和42CrMo钢经等离子体渗氮及氮碳共渗处理后，心部硬度同时发生变化，与常规调质后效果相当，实现表面改性与心部组织回火同时进行。拉伸试验结果表明，与调质态30CrMnSiA钢经等离子体氮碳共渗后相比，淬火态试样共渗处理后强度升高而韧性有所下降，而稀土共渗后强度不降低但韧性增加，表明30CrMnSiA钢“淬火+稀土共渗”处理可以代替传统的“调质+氮碳共渗”复合工艺，且能够满足性能指标要求。等离子体渗氮及氮碳共渗处理降低了材料的摩擦系数，而30CrMnSiA钢渗氮层、氮碳共渗层及稀土共渗层的体积磨损率较淬火态试样分别降低了74%、78%和82%，材料耐磨性显着提高。淬火态试样的磨损机制主要是以粘着磨损为主，局部有塑性变形，伴随着表面疲劳及氧化；试验载荷的大小并不改变磨损机制，只影响磨损程度；渗氮层及氮碳共渗层的主要磨损机制均为程度不一的粘着磨损，没有明显塑性变形；而稀土共渗表层主要为轻微的粘着磨损，稀土的添加进一步提高了材料的耐磨性。等离子体渗氮及氮碳共渗工艺提高了材料的耐腐蚀性能，使材料从严重的全面均匀腐蚀转变成点蚀。30CrMnSiA钢460C等离子体渗氮层耐蚀性较好，而42CrMo钢560C等离子体渗氮层耐蚀性较好。氮碳共渗层的耐蚀性较渗氮层进一步提高，42CrMo钢的腐蚀机理从渗氮层的层内严重间隙腐蚀转变为浅表层腐蚀。而稀土的添加可以拓展腐蚀的钝化区，进一步提高耐蚀性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-06-01）
陶立民,孙文娟,陈继超,杨浩鹏,曹韵牧[9]（2013）在《Cr12MoV钢等离子体氮碳共渗工艺及稀土催渗》一文中研究指出对Cr12MoV钢在510～520℃、NH3流量为60 mL/min时不同时间、NH3/CO2不同气氛比值、不同等离子体共渗炉压的氮碳共渗工艺进行了研究。通过金相、XRD、SEM、EDS、摩擦磨损实验,探究了氮碳共渗优化工艺及稀土加入对Cr12MoV离子氮碳共渗的影响。结果表明:对于冷作模具钢Cr12MoV,时间为10 h、NH3/CO2为10∶1、炉压为500～700 Pa时,实验效果优化。另外,随着稀土镧的加入,渗层增厚且白亮层更致密,硬度梯度更平缓,氮碳共渗效果更佳。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2013年05期）
刘瑞良,闫牧夫,乔英杰,傅宇东[10]（2013）在《马氏体不锈钢低温等离子体稀土氮碳共渗研究》一文中研究指出将17-4PH马氏体不锈钢在430℃进行了有无稀土添加的等离子体氮碳共渗处理,其利用OM、XRD、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了共渗动力学、渗层组织结构、硬度以及摩擦磨损行为。结果表明,添加稀土使共渗层组织更加致密,渗层增厚;添加稀土不改变渗层的表面相结构组成,即主要由含氮碳膨胀马氏体(α'N)、γ'-Fe4N和CrN相组成;添加稀土可使氮碳共渗层厚度增加46%以上,渗层显微硬度可提高100 HV0.1左右,同时明显提高耐磨性能。(本文来源于《金属热处理》期刊2013年01期）
稀土氮碳共渗论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
M50Ni L钢是新一代的高强轴承钢,广泛应用于航空制造业等高端装备制造业。对于轴承而言,其失效形式主要为接触疲劳失效和磨损失效,因此要求其具有优异的表面性能。然而目前对于M50Ni L钢的表面改性技术却鲜有报道。如何在轴承钢表面获得超细化的组织且较深的改性层一直以来是化学热处理的研究热点。本文针对M50Ni L钢稀土氮碳共渗层的高强韧性的性能要求,将等离子体稀土氮碳共渗技术应用于M50Ni L钢的表面改性。基于循环相变超细化思想,设计了变温循环稀土氮碳共渗工艺,以期实现共渗组织超细化;同时研究了不同铁基合金低温稀土共渗过程中的稀土元素催渗机制。在不同相区对M50Ni L钢进行稀土氮碳共渗,研究温度、氮氢比及共渗时间对共渗层组织结构的影响。结果表明:M50Ni L钢a相区稀土氮碳共渗层无化合物层,共渗层微结构为粗大的板条马氏体。共渗层的相组成主要为a′N、g′-Fe4N及e-Fe2-3N,且相结构随温度变化较大,随氮氢比变化不明显。g相区稀土氮碳共渗层组织同样无化合物层,相结构受温度及氮氢比影响较大。相同氮氢比下,g′-Fe4N含量随温度升高而减少;当氮氢比为0.3:0.1 L/min时,650°C下共渗1h后,开始形成g-Fe N0.076,说明奥氏体化开始。以不同相区M50Ni L钢稀土氮碳共渗层相结构演变规律为基础,通过热力计算设计了变温循环共渗工艺,在共渗层表面上获得了纳米级的超细组织,而在共渗层内部30mm处局部得到了超细化的组织。其中,g?a相区(降温)循环共渗表面超细化组织由a′N+g′-Fe4N或单一的g′-Fe4N组成,g相区(升温)循环共渗表面超细化组织由a′N和非晶组成。M50Ni L钢变温循环稀土氮碳共渗超细化机制为:首先,g相区共渗过程中发生奥氏体化,形成g-Fe N0.076,其次在后续的降、升温循环过程中反复发生g-Fe N0.076®a′N+g′-Fe4N转变以及马氏体相变(g®a′N)。与此同时合金元素导致e和g′氮化物的稳定性下降,使其在共渗过程中不易长大,最终形成超细化共渗层组织。M50Ni L钢经不同相区稀土氮碳共渗后,硬度及耐磨性均大幅提高。磨损机制随磨损速度由氧化疲劳磨损逐渐转变为磨粒磨损和粘着磨损。其中g?a相区(降温)循环2次共渗层具有最优的耐磨性。而稀土La的加入能够抑制共渗层的脆性,提高共渗层的强韧性,增强共渗层的耐磨性。超细化共渗层耐磨性提高得益于其特殊的表面组织结构。细小的含氮马氏体+弥散析出的g′-Fe4N组织有利于提高共渗层的强韧性和耐磨性。稀土元素在化学热处理中被证实具有明显的催渗效果,然而其催渗机制尚未得到很好的揭示,尤其在等离子体低温稀土共渗中。本文的实验和热力学计算结果证实:等离子体低温稀土共渗过程中La与N之间的作用是相互吸引的。通过实验和理论计算提出等离子体低温稀土共渗过程中稀土催化机制:首先,稀土共渗过程中,在La和La Fe O3的共同作用下,使共渗表面变得粗糙,比表面积增大,有利于N的吸附;其次La对N的吸引提高了表面N的活度,与此同时通过La Fe O3对O的吸附,使得共渗表面N原子与La分离而向内深层扩散。基于对含合金元素La Fe O3晶体氧空位形成能的计算,解释了高合金钢不催渗的原因,同时提出了深层渗氮钢的设计思想,即:深层渗氮钢的成分选择上应含有适量的Ni元素,同时应尽量减少Cr、Mo、V等元素的含量。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
稀土氮碳共渗论文参考文献
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