高温合金渗氮层组织结构与性能研究

作     者：侯彩云 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许晓磊

授予年度：2017年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：高温合金 等离子渗氮 膨胀奥氏体 

摘      要：本论文以典型铁基高温合金GH2132和镍基高温合金GH33作为渗氮基体材料,进行了不同温度下的等离子体渗氮(渗氮温度为400 ℃、450 ℃、500 ℃)。利用X射线衍射方法(XRD)、光学显微术(OPM)、扫描电子显微术(SEM)、透射电子显微术(TEM)以及X射线能谱仪(EDS)等分析测试方法研究了不同渗氮温度下铁基高温合金和镍基高温合金渗氮层的组织结构特点以及渗氮层不同区域的元素分布。利用显微硬度计、摩擦摩擦磨损实验机对渗氮前后的表面硬度以及摩擦磨损性能进行了测定。分析讨论了相同条件下渗氮,铁基高温合金和镍基高温合金渗氮层的组织结构与性能特点。本论文主要结论如下:铁基高温合金:1、不同温度下渗氮,铁基高温合金的渗氮层主要由N的过饱和固溶体组成,且形成双渗层组织(γN1和γN2),表层γN1的N含量范围为18.98%～11.49%;亚层γN2的N含量范围为5.87%～5.32%。2、γN1层发生了明显的非均匀晶格膨胀;γN2层并没有发生明显的晶格膨胀。3、膨胀奥氏体晶界处发生了 γN1→CrN + γ-Fe分解反应。4、渗氮后合金的表面硬度增加、耐磨性提高。镍基高温合金:1、镍基高温合金的渗氮层主要由N的过饱和固溶体γN以及CrN相组成,且CrN相形成在渗层的最表面。2、相对于基体奥氏体相,γN相也发生了明显的点阵膨胀;但不同渗层深度γN相的点阵膨胀无明显差异。3、渗氮后镍基合金表面硬度增加、耐磨性提高。