通过在盐浴渗氮中施加7.5 V的直流电场,在不同外热温度(545~575℃),不同保温时间(60~120 min)下对35钢进行盐浴渗氮,研究了直流电场对35钢盐浴渗氮动力学的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪对渗层的显微组织、厚度及物相进行了测试和分析。结果表明:直流电场对活性氮原子在基体内部的扩散有显著促进作用,提高渗氮速度,降低盐浴渗氮温度或缩短保温时间;直流电场盐浴渗氮的扩散系数都比常规盐浴渗氮提高约2倍,扩散激活能从常规盐浴渗氮的220 k J/mol降低到181 k J/mol,从而达到增加渗层厚度的显著效果。有无直流电场条件下盐浴渗氮,35钢渗层主要物相均为ε-Fe3N及少量γ’-Fe4N。
以35钢为材料,通过在盐浴中添加一定量稀土La进行快速稀土盐浴渗氮。利用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计对渗层的显微组织、渗层厚度和硬度进行了测试和分析。研究结果表明:稀土La对盐浴渗氮具有显著的催渗效果,并且当稀土La添加量为5%时化合物层达到最厚。同时稀土盐浴渗氮可大幅度提高35钢表面硬度,经过848 K×2 h、5%稀土La盐浴渗氮处理后35钢次表面硬度最高达到835 HV0.01。稀土La盐浴渗氮中氮的扩散激活能可以从常规盐浴渗氮的270 k J·mol-1降低到134 k J·mol-1,表明稀土La对盐浴渗氮具有明显的催渗作用。同时对稀土La快速盐浴渗氮的机理进行了分析。
以35钢为材料,研究直流电场催渗盐浴渗氮技术。该技术在渗氮盐浴中通过在被渗样品间施加合适参数的直流电场予以实现。利用光学显微镜、显微硬度计和X线衍射仪对渗层的显微组织、渗层厚度、硬度及物相进行测试和分析。研究结果表明:直流电场可以显著提高渗氮速度,降低渗氮时间;在渗氮温度818 K,施加强度为7.5 V的直流电场时,可将常规渗氮时间100 min所得到的化合层厚度所需时间降低到50 min。同时,施加电场盐浴渗氮使35钢截面显微硬度得到明显提高。电场盐浴渗氮的扩散系数比常规盐浴渗氮提高1.9倍以上,扩散激活能从常规盐浴渗氮的220 k J/mol降低到181 k J/mol,从而达到增加渗层厚度的显著效果。同时对直流电场快速盐浴渗氮机理进行分析。
