45钢离子氮氧共渗与离子渗氮动力学对比研究

材料热处理学报, 2016, 37(2): 208-234.

45钢离子氮氧共渗与离子渗氮动力学对比研究

刘晗 ^1, , 杨星梅 ^2, , 潘太军 ^3, , 宋仁国 ^4, , 胡静 ^5,

1.常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州213164;常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州213164

2.常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州,213164

3.常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州213164;常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州213164

4.常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州213164;常州赛斐斯新材料科技有限公司,江苏常州213164

5.常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室,江苏常州213164;常州大学江苏省光伏科学与工程协同创新中心,江苏常州213164

基金项目: 江苏省研究生创新基金(SCZ100431322) 江苏高校优势学科建设工程(JS-2012-173)

关键词： 45钢 , 空气 , 离子氮氧共渗 , 动力学 , 扩散

Kinetics of plasma oxynitriding and plasma nitriding for 45 steel

Keywords： 45 steel , air , plasma oxynitriding , kinetics , diffusion

在783 ～843 K温度范围和不同保温时间(30 ～240 min)对45钢进行了离子氮氧共渗和离子渗氮表面改性处理,对比研究了两种处理方法的动力学.离子氮氧共渗是在离子渗氮的基础上添加流量为0.2 L/min的空气实现的.利用光学显微镜和X射线衍射仪对化合物层显微组织、厚度及物相组成进行了测试和分析.结果表明,添加适量空气可显著促进活性氮原子在基体内的扩散,离子氮氧共渗的扩散系数比普通离子渗氮显著提高,扩散激活能从227.25 kJ/mol降低到138.57 kJ/mol,从而可达到降低温度或缩短保温时间的效果.同时,计算得到了45钢在783 ～ 843 K温度范围内离子氮氧共渗时化合物层厚度与温度T(K)和保温时间t(s)的动力学关系式.

参考文献

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