彭甜甜，林超林,1c，陈尧,1b，王辉,2，胡静,1b

离子渗氮化合物层物相调控对耐磨性的影响

彭甜甜1a，林超林1a,1c，陈尧1a,1b，王辉1a,2，胡静1a,1b

（1.常州大学 a.江苏省材料表面科学与技术重点实验室 b.江苏省光伏科学与工程协同创新中心 c.材料科学与工程国家级实验教学示范中心，江苏 常州 213164；2.南京工程学院 江苏省智能制造装备工程实验室，南京 211167）

探索化合物层物相与耐磨性的关系，并实现其有效调控，从而满足不同零部件的服役性能要求。选用常用渗氮钢38CrMoAl进行不同氮气比（15%、20%、25%）离子渗氮研究，渗氮温度为510 ℃，保温4 h。采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机对渗氮后的显微组织、物相组成、截面硬度、耐磨性进行了测试和分析。在相同的渗氮温度下，调节氮气比可获得不同物相组成的化合物层。在渗氮温度510 ℃下，氮气比为20%时满足形成γ¢相的临界氮势，从而得到γ¢单相化合物层。氮气比达到25%时，满足形成ε相的临界氮势，渗氮层中γ¢相形成，并动态转变成ε相，使ε相逐渐增多，形成ε+γ¢双相化合物层。38CrMoAl经不同氮气比离子渗氮后形成了ε+γ¢双相化合物层，在较小磨损载荷（200 g）下，具有更优的耐磨性。但在较大磨损载荷（400 g）下，氮气比20%获得的γ¢单相化合物层试样磨痕较窄，摩擦系数较小，即在较大磨损载荷下，γ¢单相化合物层比ε+γ¢双相化合物层表现出更加优异的耐磨性能。该研究可为不同磨损服役条件的零部件离子渗氮工艺设计提供参考。

38CrMoAl钢；离子渗氮；化合物层；物相；耐磨性

作为一种广泛使用的表面化学热处理技术，离子渗氮可通过渗入氮元素，形成化合物层和扩散层，有效改变工件表面化学成分和组织，获得满足服役要求的表层性能[1-2]。……