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Cr4Mo4V轴承钢喷丸与等离子体基升温注渗耦合强化效应

发布日期: 2020-05-23

来源: www.qdf0605.com

  • 资料大小: 2.00MB
  • 资料类别: 金属冶金
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  • 更新时间: 2020-05-23
  • 发布者: 清道夫环保网

基本简介

Cr4Mo4V轴承钢喷丸与等离子体基升温注渗耦合强化效应

喷丸+氮离子升温注渗复合处理存在耦合效应,可以大幅提高注渗元素浓度及残余压应力的幅值和深度分布。

经复合处理的Cr4Mo4V钢表面氮浓度可达22at%,超过30μm深度氮浓度仍可保持10at%以上表面最大压应力可达800MPa,深度为300μm

Cr4Mo4V轴承钢喷丸与等离子体基升温注渗耦合强化效应 

Cr4Mo4V钢是目前我国航空发动机主轴轴承用钢其特点是强韧性配合好、疲劳寿命高和抗高温过载能力强。随着发动机推比的不断提高其主轴轴承的承载越来越高转速越来越大工况日益苛刻,目前我国Cr4Mo4V钢轴承还不能完全满足新一代发动机对轴承使用寿命的要求。

研究表明随着名义接触应力和滚滑比的提高,轴承材料的失效模式由次表层失效转向表面失效,如表面疲劳、胶合和表面变形等。

采用表面改性化工技术提高轴承表面强度、表面完整性和表面压应力是延长发动机轴承服役寿命的有效化工技术手段。不同研究单位的实验和实物应用结果表明通过离子注可以大幅提高航空发动机轴承服役寿命。

Cr4Mo4V轴承钢喷丸与等离子体基升温注渗耦合强化效应 

升温注渗是为了克服离子注改性层浅的缺点发展出来的化工技术,项结合了等离子体基离子注和化学热处理优势的新型材料表面改性化工技术,它是在250~350℃对材料进行等离子体基离子注

不同于化学热处理过程其直接将高能离子注工件内部不受热力学条件控制,可以在表层快速形成注入元素过饱和固溶体由于注处理时基体温度在250~350℃之间可以利用热作用使注元素向材料内部扩散强化层深度要大于室温离子注,同时注过程中产生的大量辐照损伤也向内部扩散使注渗的元素扩散速度大于相同温度下化学热处理。

研究表明, Cr4Mo4V钢经升温注渗后的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性能均得到大幅提高并且4h就可以获得厚度为30μm的改性层是一种极具前景的Cr4Mo4V钢轴承表面强化化工技术

Cr4Mo4V轴承钢喷丸与等离子体基升温注渗耦合强化效应 

形变化学热处理是通过形变在工件表面引入大量缺陷提供化学热处理过程中元素快速扩散通道,大幅缩短化学热处理时间的一种化工技术。喷丸强化是一种常规表面强化化工技术,它是通过高速弹丸撞击工件表面使表面产生强烈塑性变形形成表面压应力从而提高工件疲劳寿命。

本文将喷丸强化与升温注渗相结合喷丸除了形成表面压应力层外,产生的缺陷还为后续升温注渗提供了快速通道进一步提高注渗强化层深度。

 

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