摘要
本实验通过热反应扩散技术(TD处理)在M35螺丝冲头表面制备VC涂层,发现在使用传统马氏体淬火方法时基体产生了裂纹。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、维氏硬度计检测分析材料的组织结构、元素分布与硬度,剖析了裂纹生成机制,并对工艺进行了改良。结果表明:热反应扩散过程中,在涂层与基体界面附近会形成碳与钒含量较高的扩散层,使该区域的Ms(马氏体转变起始温度)降低。由于淬火时Ms较高的内层先发生马氏体相变并伴随体积膨胀,会对外层产生较大的拉应力而导致其开裂,并迅速扩展形成淬火裂纹。采用贝氏体等温淬火工艺代替传统的马氏体淬火工艺,通过调控组织和缓解体积效应能有效解决基体开裂问题,再经过三次回火处理后得到力学性能符合要求的M35螺丝冲头产品,并在其表面成功制备VC涂层材料。
The VC coating was prepared on the surface of the M35 screw punch by thermal reaction diffusion technique,but it was found that the matrix was cracked by the conventional martensite quenching method.The microstructure,element distribution and hardness of the materials were measured using metallographic microscope,scanning electron microscope and Vickers hardness tester.The causes of cracks and the adjustment of the process were studied.The results show that,during the thermal reaction diffusion process,interdiffusion layers with high content of vana-dium elements are formed near the interface.Ms point of the steel will reduce with high vanadium element content in the interdiffusion layer.Du-ring the quenching process,the inner layer preferentially undergoes martensitic transformation with volume expansion,this process will cause tensile stress on the interdiffusion layer to crack it.Isothermal quenching was used instead of martensitic quenching,and effectively solve the problem of cracking by regulating tissue and relieving volume effects.The bainite austempering and three tempering processes can obtain M35 screw punch products with satisfactory mechanical properties and stable quality of VC coatings.
作者
肖来荣
朴晟铭
赵小军
蔡圳阳
韦道明
XIAO Lairong;PIAO Shengming;ZHAO Xiaojun;CAI Zhenyang;WEI Daoming(School of Materials Science and Engineering,Central South University,Changsha 410083;Key Laboratory of Nonferrous Metal Materials Science and Engineering of Ministry of Education,Changsha 410083)
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第16期2710-2714,共5页
Materials Reports
基金
国家自然科学基金重点项目(U1637210)
中南大学创新驱动计划项目(51271203)
国防基础科研重点项目(XXXX2017110B001)
国家科技重大专项(0101040201)~~
作者简介
肖来荣,中南大学材料科学与工程学院博士研究生导师,三级教授。主要从事高温功能涂层及表面技术、铝镁轻合金、高性能铜合金及相关功能材料等制备技术及相关理论研究。先后主持和参与了国家重大专项、973子项目、国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划(“863”计划)、国防科工委、科技部和教育部重点项目、广东省产学研重大专项等二十多项项目;发表论文100余篇,其中60余篇被 SCI、EI等检索;申请国家发明专利15项,获国家发明专利授权12项,参与编写专著2本,获国家和省部级奖励6项,获国家教学成果二等奖1项,省教学成果一等奖2项,中国有色金属工业科技进步一等奖1项,省部科技进步二等奖1项,省部级科技进步三等奖1项;蔡圳阳,2019年1月毕业于中南大学,获得博士学位。教育部高校辅导员访问学者、国家三级心理咨询师、全国高校思想政治工作优秀论文一等奖获得者。参与国家重大专项、国家自然科学基金重点项目等国家级项目6项,发表材料类SCI、EI、CSCD论文26篇,申请和授权国家发明专利共9项。csuczy@126.com.
