高氮奥氏体中温转变产物的超高硬度

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高氮奥氏体中温转变产物的超高硬度

卑多慧l，胡明娟l，朱祖昌2，潘健生l

（l.上海交通大学材料科学与工程学院，上海200030；

上海200336）2.上海工程技术大学材料科学与工程学院，

BEIDuo-huil，HUMing- uanl，ZHUZu-chang2，PANJian-shengl

（l.SchooIofMateriaIsScience&Engineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China；2.SchooIofMateriaIsScience&Engineering，ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai2000336，China）Abstract：InordertomeasurethehardnessofaspeciaIphasetransformedinmiddIetemperaturefromaustenite，some0.lmmthickpureironsheets，nitridedat640CandthenisothermaIIytreatedat225C，werepreparedforhardnesstestonthetransversesectionbyusingFM-700micro-hardnesstester.TheresuItsshowthatthemicro-hardnessnearthenitridedsurfaceishigherthanthatofreaction-sinteredSiCandhardmetaI.ItisthoughtthattheFe-Nausteniteformednearthe

-Feat640C，andthesurfaceduringnitridingat640CcontainshighnitrogencontentcIosetothemaximumsoIubiIityin!

supersaturatedFe-NaustenitecooIingfrom640CdecomposescompIeteIyat225Candtransformtotwophaseswithe-weaIsoreportedinpreviouspaperstoo，guaI-guantityandsomesmaIIprecipitatesinnano-scaIe.ThisspeciaImicrostructure，hasareIationshipwiththesuper-highmicro-hardness.

Keywords：heattreatment；high-nitrogenaustenite；superhighhardness

钢铁材料在600~700C之间进行奥氏体渗氮和奥氏体氮碳共渗，可在接近试样表面形成一定厚度的奥氏体层，其含氮量在l.6%~2.8wt%之间变化，其中高氮奥氏体层的高氮区淬火到室温可以保持奥氏体状态。随后加热到200~高氮奥氏体发生分解，其硬度高达350C回火过程中，

［l~3］［4~6］

。我们在前期的研究中也发现了这一现象。l000HV

进一步调整渗氮工艺之后，发现高氮奥氏体中温转变后形成了超高硬度组织。

利用0.lmm厚度的纯铁薄片进行640C气体渗氮，通过

控制一定的工艺参数，获得室温淬火后表面为薄氮化物!'，心部全为过饱和的高氮奥氏体组织。对该试样250C等温处理，高氮奥氏体发生分解，形成非常弥散的组织。用FM-700型显微维氏硬度计对其截面进行显微硬度测试，载荷砝码为0.lkg，加载时间为l5s，测试结果见表l，压痕的电子扫描图像见图l。图l中可见奥氏体分解区域的显微硬度不一致，标记为A~F的压痕对角线长度在l4.8~

参考显微维氏硬度与压痕对角线尺寸!关系l0.8m之间，"

作者简介：卑多慧（l975.2—），女，江苏南通人，博士生，主要从事材料表面改性方面的研究，已发表论文7篇。联系电话：02l-62932563-8006基金项目：国家自然科学基金（59897l028），上海市科技发展基金（0l52nm043）收稿日期：2002-04-l0

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摘要：为了测定高氮奥氏体特殊的中温转变产物的硬度，用0.lmm厚的薄片状纯铁试样于640C渗氮，获得高氮奥氏体，随后

在225C等温至完全分解。用FM-700显微硬度计测量横截面上显微硬度，发现在接近试样表面处（即含氮量接近氮在!-Fe中最大溶解度的高氮奥氏体中温分解产物）的硬度超过反应烧结碳化硅和硬质合金，作者认为这种超高硬度与先前报道的高氮奥氏体中温转变形成的纳米级尺度的两相组织有关。关键词：热处理；高氮奥氏体；超高硬度中图分类号：TGl4

文献标识码：A

文章编号：（2002）0254-605l08-0002-02

SuperhighHardnessoftheMediateTemperatureTransformed

ProductsofHigh-nitrogenAustenite

（kgf），对应的硬度在847~!（mm）

l590HV0.l之间。接近表面区域的奥氏体转变产物出现超的计算公式HV=l.8544X

高硬度，如图中标记为Gl~G4的4个压痕。该压痕边缘清晰完整，对称性也较好，其对角线平均尺寸在5.4~6.2m之"间，与压痕A~F相比，对角线长度减小了约一半。对照GB/

《金属显微维氏硬度数值表》发现，该数值已经T4342—l99l

远远超出表中所列出的显微维氏硬度对照值。同时，由于硬度计算公式未考虑显微硬度压头尖端状态（如尖端小圆角）的影响，在测量高硬度时用此公式计算硬度会出现大的计算误差。因此，我们只能从图l与表l中的数据中发现高氮奥氏

体分解产物中含氮量最高的表层出现了超高硬度现象，尚未能估算它们的确切硬度值。为与常见高硬度材料作对比，选择了反应烧结碳化硅和硬质合金样品在同一台显微维氏硬度计同样载荷条件下进行测量。结果发现：硬质合金硬度为对角线的长度在9.4~9.02l00~2200HV0.l，m。反应烧结"碳化硅中灰相的显微维氏硬度为2566HV0.l，压痕对角线平均尺寸为8.5其压痕扫描照片见图2，显然比图l中Gl~m，"G4要大。

由此可见：高氮奥氏体中温回火转变之后，在接近表面的高氮区形成了超高硬度组织，其硬度值甚至超过反应烧结碳化硅和硬质合金。

［4~6］在前期研究中，曾报道发现高氮奥氏体中温分解可

《金属热处理》2002年第27卷第8

期

表lTable1

样

高氮奥氏体分解区与反应烧结碳化硅、硬质

合金样品显微硬度测试结果

Microhardnessofhigh-nitrogenaustenitetransformationregion，reactivesinteringSiCandhardalloy

品

压痕代码

ABCD

对角线长度/!m

l2.7l2.6ll.ll4.8l2.9l0.85.46.25.56.08.59.4

见图2见图l备注

图2Fig.2

反应烧结碳化硅样品显微硬度压痕SEM照片SEMimageofmicrohardnessindentationofthe

高氮奥氏体分解产物

EFGlG2G3G4

reactivesinteringSiCsampIe

以形成纳米尺度的两相组织，看来其超高硬度现象与该组织有关。进一步的研究仍在继续之中。参考文献：

［l］杨学斌，等.无化合物层的奥氏体N、［J］C共渗.金属热处理，

（3）：l996，228-l2

［2］BeIIT，KinaIiM，MunstermanG.PhysicaImetaIIurgyaspectsofthe

［J］austeniticnitro-carburisingprocess.HeatTreatmentofMetaIs，

（2）：l987，47-5l

［3］HUMingjuan，PANJiansheng，ZHUZuchang，OIUChuncheng.A

SpeciaIPhaseTransformationPhenomenoninHigh-nitrogen［J］Austenite.MateriaIsLetters，200l，50：225-229.

［4］潘健生，邱春城，胡明娟，等.Fe-N奥氏体中析出纳米级"'现象

的初步研究［J］（2）：.材料热处理学报，200l，22l-4.

［5］潘健生，邱春城，胡明娟，等.高氮奥氏体中高密度纳米级"'沉

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［7］胡国桢，等.化工密封技术［M］化学工业出版社，.北京：l999：356.

反应烧结碳化硅

硬质合金A

…

图lFig.l

奥氏体分解产物显微硬度压痕SEM照片SEMimageofmicrohardnessindentationofhigh-nitrogenaustenitetransformedproducts

热处理对多孔铝合金压缩吸能性能的影响

王永进，陈

策，何德坪（东南大学材料科学与程系，南京

2l0096）

摘要：采用渗流铸造工艺，制备了AI-Si系多孔铝合金，讨论了其压缩变形特征及能量吸收性能，分别对ZLl0l、ZLlll两种

多孔铝合金进行T6热处理，研究了热处理对这两种多孔铝合金压缩吸能性能的影响。研究结果表明，热处理能够提高多孔铝合金的能量吸收能力，对屈服强度及能量吸收效率也有显著的影响，为提高多孔铝合金的压缩性能，应尽可能施行热处理。

关键词：多孔铝合金；压缩吸能；热处理中图分类号：TG146.2

文献标识码：A

文章编号：（2002）0254-605108-0003-04

InfluenceofHeatTreatmentonCompressiveDeformationand

EnergyAbsorptionPropertiesofPorousAluminumAlloy

WANGYong-jin，CHENCe，HEDe-ping

（DepartmentofMateriaIsScienceandEngineering，SoutheastUniversity，NanjingJiangsu2l0096，China）Abstract：ThecompressivedeformationbehaviorandenergyabsorptionpropertiesoftheporousaIuminumaIIoyfabricatedbyinfiItrationmethodwasdiscussedinthispaper.T6heattreatmentprocesswasadoptedtotreat

andtheinfIuenceofheattreatmentwasinvestigated.TheZLl0landZLlllporousaIuminumaIIoyrespectiveIy，

andtheresuItsshowthattheenergyabsorptioncapacityofporousaIuminumaIIoyisimprovedbyheattreatment，

heattreatmenthasasignificantIyeffectonyieIdstrengthandefficiencyofenergyabsorption.Inordertoenhance

http://wendang.chazidian.compressivepropertiesofporousaIuminumaIIoy，

Keywords：compressiveenergyabsorption；heattreatmentporousaIuminumaIIoy；

《金属热处理》2002年第27卷第8

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