16、钢铁零件表面改性与弹性体复杂动力学过程研究

钢铁零件表面改性与弹性体复杂动力学过程研究

1. 钢铁零件表面处理与性能提升

1.1 表面处理实验结果

对钢铁样品进行石墨电极等离子弧表面处理，并加入质量分数为 0.5%的钼、3%的钒、0.3%的某种元素以及 2%的铬进行合金化。研究发现，顶层在 1mm 深度处的硬度为 644 - 1448MPa。上层之下是珠光体结构，在 1 - 2.2mm 的整个深度范围内，硬度为 927 - 1448MPa，最终急剧过渡到平均硬度为 700MPa 的中心层。中间层与母材之间的过渡区也像之前的样品一样逐渐减小，趋近于母材的硬度值。

等离子处理和合金化的整体效果可达 4.5mm 深度。由于在合金化复合物中添加了铬，不仅能成功将个别结构组件的硬度提高到 1448MPa，还能将其扩展到 3.2mm 的深度。

1.2 处理方法的优势总结

• 碳转移与表面饱和 ：零件与石墨电极之间的电弧等离子体能够有效地实现碳的转移，使钢表面和产生的熔液达到饱和。
• 表面改性 ：用石墨电极等离子弧处理钢表面，可以对表面进行改性，形成具有高硬度和耐磨性的高密度结构。
• 性能提升 ：使用石墨电极等离子弧对预先涂覆合金元素层的钢表面进行处理，不仅能提高表面硬度，还能压缩结构，改善零件的物理和机械性能。
• 通用性与适用性 ：该方法具有通用性，适用于各种生产和使用条件。
• 高生产率 ：在生产率方面，