合金元素对顶头钢氧化行为的影响

摘要：

研究了20Cr2Ni3、30Cr3NiMo2V和H13等3种不同合金元素含量顶头钢在酒精-水滴注气氛下的高温氧化行为.通过调整酒精/水的比例,设计了先氧化后还原的两段式表面处理工艺,获得了外层主要含FeO的两层氧化膜结构.利用SEM、EDS和XRD等研究了氧化膜的形貌、成分和相组成,使用金相显微镜、显微硬度仪等研究了脱碳层的组织和硬度分布.结果 表明,外层氧化膜厚度随Cr当量增加而降低,而内层氧化膜厚度基本不变.高温氧化过程中氧化膜内空位聚集成孔洞,其内挥发性的物质及气体集聚导致内压增大,使得外层氧化膜内部呈现向外“凸出”的缝隙.各合金元素在氧化传质过程中的作用不同,在950℃的滴注气氛下,Ni、Mo不具备氧化的热力学条件,而以单质形式存在.C的氧化决定了脱碳层的组织与性能,使得20Cr2Ni3和30Cr3NiMo2V脱碳层的硬度曲线呈“双平台”特征,而H13的硬度先缓慢升高而后快速升高后趋于平缓.最后从工程应用层面给出了顶头材料的选材建议.

关键词：顶头钢、氧化形貌、脱碳层、动态传质、热力学

所属期刊栏目：55

分类号：TG178(金属学与热处理)

在线出版日期：2019-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：427-435