王艳飞
,
巩建鸣
,
荣冬松
,
高峰
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00537
开展316L奥氏体不锈钢块状试样低温气体渗碳实验,测量渗碳层内沿深度方向的C浓度和应力的大小及分布;基于应力-扩散耦合作用理论,建立渗碳后渗碳层内的C浓度和应力分布的计算模型,利用该模型计算上述渗碳实验后试样沿深度方向的C浓度和应力分布,并将模型计算结果和实验结果进行比较.结果表明,低温气体渗碳后钢在表层产生一层含高C浓度的渗碳层,渗碳层内重现高的压应力,C浓度和压应力均在表面处最大,随着深度的增加而逐渐降低,压力和浓度的大小之间呈直线关系;考虑应力-扩散的耦合作用的扩散计算模型计算得到的C浓度分布和实验测量结果符合的较好,表明扩散引起的应力在低温气体渗碳的C扩散中扮演重要角色;扩散压应力的产生显著增加了C的表观扩散速度,在低温气体渗碳等类似的渗碳或氮的扩散机制研究中,需考虑扩散引起的扩散压应力与扩散之间的相互作用关系.
关键词:
低温气体渗碳
,
316L奥氏体不锈钢
,
C浓度
,
扩散应力
荣冬松
,
姜勇
,
巩建鸣
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2015.00170
采用OM,EPMA,XRD和IXRD等手段,研究了低温超饱和渗碳(low temperature colossal carburization,LTCC)工艺中CO气体浓度对316L不锈钢表面渗碳层的微观组织、C浓度分布、表面相结构以及残余应力的影响.基于热动力学理论建立了LTCC传质和扩散模型,利用DICTRA软件计算了渗碳层的C浓度和活度分布,并与实验结果进行比较.结果表明,经LTCC工艺处理后的316L不锈钢表面会形成高硬度的S相,并产生压缩残余应力.另外,增加渗碳工艺中CO浓度可以显著提高不锈钢表面渗碳层中的C浓度,进而提高其硬度和压缩残余应力.在C浓度较低时,计算的C浓度和活度分布与实验结果吻合很好,当C浓度较高时,由于陷阱阵点的减少以及较大压缩残余应力的作用导致计算结果偏低.
关键词:
低温超饱和渗碳
,
奥氏体不锈钢
,
DICTRA
,
C浓度
,
活度
