陶瓷球冲击AM355不锈钢机械能助渗渗铝的研究

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1、学校代码：10406分类号：TG156.8学号：140108520426南昌航空大学硕士学位论文（专业学位研究生）陶瓷球冲击AM355不锈钢机械能助渗渗铝的研究硕士研究生：叶朋华导师：周贤良教授申请学位级别：硕士学科、专业：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2016年11月授予学位单位：南昌航空大学StudyonthemechanicalenergyaluminizedofAM355stainlesssteelbyceramicballsimpactADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterial

2、sEnginneringbyYePenghuaUndertheSupervisionofProf.ZhouXianliangSchoolofMaterialScienceandEnginneringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaNovember,2016摘要本文采用陶瓷球冲击机械能助渗工艺在AM355钢表面进行渗铝处理。通过X-射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪等分析手段，研究了陶瓷球参数(质量配比、直径大小)对组织形貌、化学成分分布及渗铝层形成速度的影响，并优化出最佳的陶瓷球参数。通过显微硬度、耐磨性能及抗中温氧化性

3、能的测试，比较增加陶瓷球冲击的机械能助渗工艺与粉末包埋渗工艺制备的渗铝层的性能差异。在此基础上，考察了渗铝过程中的渗剂反应、活性原子吸附及扩散环节，探讨了陶瓷球冲击机械能助渗机制。结果表明：在相同渗剂条件下，采用不同参数的陶瓷球冲击的机械能助渗工艺在550℃×5h的渗铝条件下所获得的渗层厚度随陶瓷球质量配比及直径大小的增加而逐渐降低。当陶瓷球质量配比参数为5wt%，直径为1mm时，获得的渗铝层厚度达到最厚约为59μm，约为传统粉末包埋渗工艺制备的渗层厚度(31μm)的两倍，并显著高于只增加滚筒转速而不增加陶瓷球冲击的机械能助渗工艺制备的渗层厚度(42μm)。增加陶

4、瓷球冲击的机械能助渗铝工艺及传统粉末包埋渗铝工艺制备的渗铝层均主要由Al13Fe4和FeAl3等富铝化合物相组成。其中，增加陶瓷球冲击的机械能助渗铝工艺制备的渗铝层由粒状的铝化物聚集堆垛而成，为单层结构，渗层中各元素分布均匀，Al/Fe原子约3:1。并且增加陶瓷球冲击的机械能助渗工艺制备的渗铝层表面铝的含量高于传统粉末包埋渗工艺制备的渗层。增加陶瓷球冲击的机械能助渗工艺制备的渗铝层硬度值为961HV0.2，略高于3粉末包埋渗制备的渗铝层表面的硬度值844.5HV0.2；且前者的磨损体积为340μm3要略小于后者282μm，两种工艺制备的渗铝层的摩擦系数均保持在0.

5、5~0.6之间。两种渗铝工艺制备的渗铝试样在600℃氧化100h的氧化增重曲线均呈抛物线规律，氧化后表面氧含量均明显增加20wt%以上，无明显氧化皮脱落现象，在中温条件下属于完全抗氧化等级。在550~650℃渗