高Co–Ni二次硬化超高强度钢的加压气体氮化特性研究

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Study on the Pressurized Gas-Nitriding Characteristics of High Co–Ni Secondary Hardening Ultra-High-Strength Steel

高压气体渗氮显著提升A100钢渗氮效率，0.5MPa时渗层深度达大气压1.5倍，表面硬度1206HV，抑制NH3分解并增强氮势促进渗层快速增厚。

　　

摘要

本研究探讨了在480°C、0.1–0.7 MPa的中压范围内，高钴镍二次硬化超高强度钢（AerMet100）在纯氨中的气体氮化行为。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜分析了氮化层的相组成和微观结构，并讨论了压力与氮浓度、渗入深度、表层硬度以及基体微观结构之间的关系。研究结果表明，与常规气体氮化方法相比，加压气体氮化能够显著提高A100钢的氮化效率。在0.5 MPa的压力下进行加压气体氮化处理后形成的氮化层厚度大约是常压条件下形成的氮化层厚度的1.5倍。A100钢的加压气体氮化层主要由α-Fe和γ′-Fe?N组成。随着氮化压力的增加，氮化层的硬度先升高后降低。在0.5 MPa的氮化压力下，试样表面的硬度达到1206 HV。提高氮化压力有效抑制了NH?的分解，并增强了氮势，从而促进了A100钢氮化层的快速增厚。