EN
详情
氮化是一种著名的热处理工艺，有效用于早期的汽车。氮化发动机的曲轴和其他机械元件，可以表现出更好的机械性能，从而改善磨损和疲劳强度。
氮化物将氮气扩散至金属表面，以起到提高表面的效果。该工艺具有多个不同的变量，并且最常用于低碳、低合金钢材料。但也适用于中、高碳含量的钢、钛、铝、钼。最近也被用以产生新型双向微结构材料。
氮化还可以结合使用抛喷丸，在材料表面层中引入压缩残余应力的的，高于通过氮化所实现的残余应力，从而进一步提高了经处理材料的一些机械性能。抛喷丸常见应用是作为最后的处理，即经氮化处理，否则，就不会产生残余应力。
但是，还有另外一种有效的抛喷丸和氮化的复合工艺处理，与最终的机械性能没有直接关系，而是减少了热处理的时间和成本。事实上，众所周知，氮化周期长，可以认为是整个工艺过程中的“瓶颈”。
氮化之前，抛喷丸又是怎样的？从这两种处理的不同顺序可以预期到什么？事实上，如果我们以通常的方式应用抛喷丸，也就是说，以抛喷丸强度和100％的覆盖率抛喷丸应用为指标，那么我们不可能实现我们的目标。如果我们增加抛喷丸强度和覆盖率会发生什么？
在这种情况下，抛喷丸只能作为在表面层中诱导严重塑性变形的处理工艺，也就是说至少约等于8m/m的塑性变形。实际上，我们已经认识到，通过这种塑性变形，金属微结构的位错密度和最终的晶粒度方面有所改变。这种现象是复杂的，并且可能会根据不同材料变化而变化。为了简便起见，通过这些不寻常的抛喷丸强化处理，可以将粒度降低到80-200nm，从而增加晶界数。这种晶粒细化的材料已被证明具有优越的性能，目前，并且关于该项目的研究是材料学中最具吸引力的。
但是，为何在氮化之前需要进行严格的抛喷丸？如果将材料加热到550°-600°C，是否会失去原表面组织晶粒细化层？可能失去，但是如果氮在以纳米尺寸晶粒为特征的微结构中扩散，则扩散的动能将强烈加速，而完成处理所需的时间将显著降低。
最近的研究已经证明，如果应用严格的抛喷丸，然后进行氮化处理，则完成处理所需的总时间降为原来的一半：通过分析发现，所研究的材料是低合金钢，原始氮化时间为15小时。经过严格的抛喷丸强化处理后，总时间为7.5小时，氮化层材料的深度和特性相同。一系列测试表明：使用光滑试样确定的疲劳极限仍保持不变。
结果当然并非是明确的，我们必须付出更多的努力以确认和尽量概括迄今取得的成果。然而，该处理可能会有相当大的益处，并且可能为汽车行业的抛喷丸应用展开新的一页。
汽车工业中的抛喷丸强化应用
作者：Mario Guagliano
MFN特约编辑
意大利米兰大学教授
邮编：20156 意大利米兰
邮箱：mario@mfn.li
本文图片转载自网络，如有侵权请联系删除
扫二维码用手机看
上一个:
培养抛喷丸强化所需的能力
下一个:
下一个挑战—数字双胞胎
上一个:
培养抛喷丸强化所需的能力
下一个:
下一个挑战—数字双胞胎
