45钢和304不锈钢qpq复合处理的研究

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1、AstudyonQPQSaltBathCompositeProcessingfor45CarbonSteeland304StainlessSteelADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByCaiWei(MaterialsProcessingEngineering)DissertationSupervisor:Prof.HuJingMay，2012常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引

2、用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。

3、保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要QPQ是英文“Quench—Polish—Quench”的字头缩写。原意为淬火—抛光—淬火，在国内把它称作QPQ盐浴复合处理技术。QPQ盐浴复合处理技术是一种先进的表面强化技术，其实质是低温盐浴渗氮+盐浴氧化或低温盐浴氮碳共渗+盐浴氧化。QPQ技术被广泛应用于工程制造领域、机械和汽车工业，以增强零件的耐磨性，耐疲劳性和耐腐蚀性能，该技术

4、尤其适合处理低碳钢、结构钢、工模具钢和铸铁。本文选用45钢和304不锈钢为研究材料，在氮化温度565℃下进行不同时间（60-150min）的QPQ盐浴复合处理，在后氧化温度430℃下进行不同氧化时间（0-100min）的QPQ盐浴复合处理，并对处理后的45钢和304不锈钢表面性能进行了研究，分别考察了不同氮化时间和不同氧化时间对45钢和304不锈钢的影响。运用了扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪、金相显微镜（OM）和显微硬度计等，对改性后的45钢和304不锈钢表面的相结构、渗层组织、渗层硬度、元素浓度分布等进行了测试和分

5、析。此外，本文针对45钢和304不锈钢在实际应用中的问题，分别采用摩擦磨损试验分析了QPQ盐浴复合处理对45钢和304不锈钢耐磨性的影响。采用浸入法评价了45钢在10%NaCl+3‰H2O2（30℃）、10%HCl（30℃）溶液、热水（90℃）以及800℃高温环境下的腐蚀性能。结果表明，45钢在QPQ处理后表面由外到内可形成明显的白亮层和扩散层，且渗层厚度随着氮化时间的延长增大；样品表面有Fe2-3N和Fe3O4组成；随着氮化时间的延长，样品表面硬度逐渐提高，最大可达630HV0.01；QPQ处理能降低45的摩擦系数，

6、减少磨损量，氮化120min分别是提高45钢耐磨性的最佳氮化时间；由腐蚀试验可知，氮化90min，氧化100min分别是提高45钢耐蚀性的最佳氮化时间和最佳氧化时间，由10%HCl（30℃）和800℃高温氧化中的腐蚀试验可知，QPQ处理并不能提高45钢在HCl和高温氧化环境下的耐蚀性。QPQ盐浴复合处理对304不锈钢表面性能影响的研究结果表明：在565℃渗氮时间为150min时，304不锈钢硬度峰值约为1200HV，比基体高5倍以上。工件经QPQ工艺处理后试样钢渗层结构由表及里为致密的氧化膜、渗氮层和扩散层，其中渗氮层

7、主要物相为-Fe2~3N。耐磨性实验表明，QPQ处理可显著改善304不锈钢耐磨性。在565℃渗氮时间150min为改善耐磨性的最佳时间，处理后试样的耐磨性比原始试样提高10倍左右。关键词：QPQ；45钢;304不锈钢；耐磨性；耐蚀性ABSTRACTQPQtechnologywastheabbreviationsof“Quench—Polish—Quench”,whichwascalledtheQPQsaltbathcompositeprocessingtechnology.TheessenceofQPQsaltbat

8、hcompositeprocessingtechnologyislowtemperaturesaltbathnitriding+saltbathoxidationorlowtemperaturesaltbathofcarbonitriding+saltbathoxidation.QPQtechnologyhasbeenwidely