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摘要本文研究了汽缸套合金铸铁固体渗硼后的组织与性能，渗硼温度为850、880、910、940℃，渗硼时间为3、5、7、9h。用显微镜对渗层的横断面表面形貌进行拍摄和观察，用显微文氏硬度测量渗层的硬度梯度。结果表明：相同渗硼时间，渗硼层厚度随着渗硼温度提高而增加；相同渗硼温度，时间延长渗硼层厚度增加。且提高渗硼温度对渗硼层厚度影响更加明显。同时渗硼层能够明显提高材料的硬度，约4倍。33869
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关键词 渗硼 显微组织 文氏硬度 XRD分析
毕业论文设计说明书外文摘要
Title The Microstructure and properties of alloy cast iron cylinder liners after Boronizing
Abstract
The microstructure and properties of alloy cast iron cylinder liners solid boronizing at temperatures of 850, 880, 910, 940 ℃ were studied in this paper,the boronizing times were 3,5,7,9h respectively. The surfaces of cross-sections in the boronized layers were shot and observed with a microscope , and the boronized layers were measured with a micro Vickers hardness. The results show that while boronizing within the same time, the thickness of boronized layers increases with the increasing of the temperatures; when the boronizing temperatures are the same, the thickness of the layers increases when the time increases. And the impact of temperatures while increasing on the thickness of the boronized layers are more obvious. Meanwhile,the hardness of the boronizing layers can be improved greatly about four times.
Key words Boronizing Microstructure Vickers hardness XRD analysis
目 次
1绪论 1
1.1 引言 1
1.2 汽缸套介绍 1
1.3 渗硼处理方法 2
1.4 渗硼层厚度及组织 4
1.5 渗硼后的性能 6
1.6 本文主要研究的内容和目的 7
2 实验部分 9
2.1 实验材料 9
2.2 实验步骤 9
3 实验数据分析 11
3.1 形貌分析 11
3.2 渗层厚度分析 14
3.3 硬度分析 16
3.4 XRD分析 17
结论 18
致谢 19
参考文献 20
1 绪论
1.1 引言
随着现代的工艺水平和生活质量的提高，机械在人们的生活使用中显得越来越重要，对机械的性能要求也越高。机械零件、工具和模具在使用的过程中都会产生一定的磨损和断裂。要想提高机械零件，工件和模具的使用性能和寿命，不仅需要材料在整体上有着很好的强度和韧性，还要求更高的耐磨性以保证良好的使用性能和体验。机器零件、工具和模具在使用过程中除少数因为在外力的作用下脆性断裂外，大多数是因为使用疲劳或者磨损而失效，或是因为高温氧化以及表面发生化学反应腐蚀而改变其组织结构和性能后不能继续使用。传统的热处理、表面处理等处理工艺已经不能满足现代生活对材料的要求，单一的材料又不能获得很好综合性能。因此要提高机器零件比如汽缸套在整体强化的基础上还要采取更进一步的表面强化处理技术。
渗硼处理作为一种现代工艺常用的表面硬化处理技术，其渗硼处理后材料表面的渗层有着非常高的硬度(Fe2B相：1 290～1680 HV；FeB相：l 890～2 340 HV)、良好的耐磨性[1.2]。与传统的渗碳和渗氮表面处理技术相比，渗硼有着更好的抗磨粒磨损性能、更高的红硬性、抗高温氧化性以及更好的耐腐蚀性能等优异性能。在一些耐磨、高强度和耐腐蚀场所中应用广泛。
1.2 汽缸套介绍
汽缸套在工作时的环境十分恶劣，在工作时高温高压燃气产生的冲击了会直接对汽缸套内表面形成强大的冲击力，再加上活塞环及活塞裙部始终发生高速运动而形成的滑动摩擦的双重作用下都会使其表面产生磨损和剥落。汽缸套的外表与冷却水直接接触，冷却水的温度较低，内层温度高使内外的温度差很大从而使汽缸套产生严重热应力，使汽缸套内表面产生压应力而外表冷却面产生拉应力，在双重作用力下会使汽缸套受到极大的应力作用。并且外表面与冷却水直接接触，长时间的浸泡必然会对其表面腐蚀。在缸内燃气燃烧产生的高温高压的作用力下，近内表面金属会发生缓慢的蠕变和塑性变形，而在冷却温度降低后会在汽缸套的内表面留下一定的残余拉应力。在长时间的使用过程中，汽车的停车、起动都会产生低频应力会使材料疲劳损伤而降低了材料的使用寿命和对汽车的舒适体验。活塞运动对外做功的同时，由于其独特的对外做功方式会对缸套产生周期性的三角形侧推力，这不仅加剧了其内表面的摩擦损伤。侧推力改变方向和内部高温气体燃烧爆炸时，活塞运动还会撞击缸套，会对汽缸套内表面产生很大的硬性冲击力。除此外在机械的安装过程中还有一定的预安装力，长时间的作用力也会对其产生侧向挤压而导致弯曲变形。在发动机工作时的内部高温高压气体爆炸燃烧形成的巨大压力使汽缸内壁受到径向的压应力和切向的拉应力，这种应力都是高频脉动应力，加高标号的油虽可以减少缸内气体爆震的影响，但不能完全消除。