两段式气体渗氮对35CrMo钢疲劳和腐蚀性能的影响
35CrMo钢是一种中碳中合金结构钢，具有良好的综合力学性能，其价格又比Cr-Ni钢等低廉，故在机械制造、汽车和石化等行业广泛用于制造传动轴、曲轴和紧固件等零部件。提升35CrMo钢的疲劳性能和腐蚀性能将对其工程应用产生极大的促进作用。渗氮是一种常见的提升材料疲劳强度及抗腐蚀能力的表面处理工艺，但是传统的渗氮工艺大都具有渗速较慢、渗层浅等缺点。渗氮时间的延长不仅增加能耗，降低生产效率，也使渗氮层组织变差。因此，研究了优良的快速渗层渗氮工艺为提升35CrMo钢的疲劳强度和抗腐蚀性能，甚至为整个机械加工行业更广泛地运用渗氮处理来提高零件质量，展示出光明的前景。
试验选用正火态35CrMo钢，其化学成分如表1所示。本试验设计出两种两段式气体渗氮新工艺，具体工艺参数如表2所示。两种工艺的唯一区别为：在第一段渗氮处理后，分水冷和空冷两种方式。由表2可以看出，本次设计的渗氮工艺总时间只有4h，与常规的几十小时渗氮工艺相比，本次渗氮工艺极大地缩减渗氮的时间，达到了快速渗氮的目的。最后对处理后35CrMo钢的组织及性能进行分析测试。
表1 35CrMo的化学成分（质量分数，%）
|
C
|
Si
|
Mn
|
S
|
P
|
Cr
|
Ni
|
Cu
|
Mo
|
Fe
|
|
0.35
|
0.20
|
0.5
|
0.030
|
0.025
|
1.10
|
0.25
|
0.23
|
0.25
|
余量
|
表2 渗氮处理工艺参数
|
分组
|
第一段渗氮处理（扩散处理）
|
第二段渗氮处理（氮化处理）
|
||||||||
|
温度℃
|
氨气流量（m3·h-1）
|
添加剂
|
时间h
|
冷却方式
|
温度℃
|
氨气流量（m3·h-1）
|
添加剂
|
时间h
|
冷却方式
|
|
|
水冷组
|
570
|
1.2～1.3
|
无
|
2
|
水冷
|
450
|
1.2～1.3
|
前60min
不通入，后60min通入
|
2
|
空冷
|
|
空冷组
|
空冷
|
|||||||||
组织硬度分析表明，两种冷却方式的氮化处理均能使35CrMo钢表面获得约400μm的硬质氮化层。旋转弯曲疲劳测试表明：35CrMo钢经本次渗氮工艺处理后，其旋转弯曲疲劳周次比原材提升了将近30倍；盐雾腐蚀试验表明：35CrMo钢经本次渗氮工艺处理后，其抗腐蚀时间比原材提升了百倍；两种渗氮处理工艺均使得35CrMo钢的疲劳性能和腐蚀性能得到大幅度提高。同时，水冷组渗氮工艺对优化35CrMo钢的腐蚀和疲劳性能比空冷组更为明显。（心远）
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 12-32 | HRB400E | 长治市创发商贸有限公司 | 首钢长钢(首钢长钢) | 0 | 详情 |
| 热轧卷板 | 3.75*1500 | Q235B | 苏州鑫昊欣金属科技有限公司 | 沙钢(玖隆物流) | 3630 | 详情 |
| 普碳中板 | 16*2500*12800 | Q235B | 上海北铭高强度钢材有限公司 | 重钢(川流富锦库) | 4110 | 详情 |
| 低合金板 | 210 | Q355NB | 舞钢市坤钰供应链管理有限公司 | 舞钢(产业集聚区) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 76*35 | 45# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城(东银库) | 4230 | 详情 |
| 圆钢 | 22*9380 | 25CrMoA | 山东大万实业有限公司 | 宣钢(河北宣化) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 宝钢(泉安/津澜) | 0 | 详情 |
| 高线 | 10 | 300 | 洛阳威钢商贸有限公司 | 山西晋南(晋南厂库) | 3650 | 详情 |
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