利(li)用(yong)三維原子探針（3DAP）分(fen)析元(yuan)素分(fen)布。結果表明(ming)Al-Ti、Al-B的添(tian)加(jia)均使42CrMo鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)淬(cui)透性提(ti)高(gao),Al-B配合添(tian)加(jia)的42CrMo鋼(gang)(gang)(gang)淬(cui)透性 ,直接淬(cui)火(huo)后截面心部馬(ma)氏(shi)體組(zu)織大于(yu)90%;并且使鋼(gang)(gang)(gang)的抗(kang)拉強度(du)Rm≥1200MPa,-40℃下沖(chong)擊(ji)吸收功KV2≥27J,力學性能(neng)滿(man)足(zu)低溫環境下12.9級(ji)螺栓用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)的使用(yong)要求。

  ; 通過化(hua)學相分(fen)(fen)析實(shi)驗和(he)CCT曲線測定,表明Al-Ti配合添加(jia),Ti發揮固氮作用(yong)形(xing)成(cheng)TiN,使Al固溶于鐵素體(ti)中,抑制(zhi)貝氏體(ti)產生;Al-B配合添加(jia),當(dang)Al的(de)添加(jia)含量較高,使得(de)相同溫度下(xia)AlN優先(xian)BN析出,這一(yi)部(bu)分(fen)(fen)Al發揮固氮作用(yong),另外一(yi)部(bu)分(fen)(fen)Al與B共同固溶于鋼中,抑制(zhi)珠光體(ti)和(he)鐵素體(ti)的(de)轉變,增加(jia)實(shi)驗鋼在(zai)較低的(de)冷(leng)速下(xia)獲(huo)得(de)馬氏體(ti)的(de)能力,提(ti)高鋼的(de)淬透性(xing)。通過3DAP實(shi)驗分(fen)(fen)析鋼中各(ge)元(yuan)素的(de)分(fen)(fen)布(bu)情況,其中Al元(yuan)素在(zai)鋼中彌(mi)散(san)分(fen)(fen)布(bu),抑制(zhi)C的(de)擴散(san),從而(er)抑制(zhi)貝氏體(ti)的(de)形(xing)成(cheng),提(ti)高鋼的(de)淬透性(xing)。

  采用電(dian)弧離子(zi)鍍技(ji)術在(zai)刀具(ju)42CrMo鋼(gang)板(ban)表面(mian)沉積制備(bei)TiAlSiN涂(tu)(tu)(tu)層,實驗測試分析勵磁(ci)電(dian)壓(ya)對其的(de)組織結(jie)構(gou)及(ji)其摩擦(ca)性能的(de)影響(xiang)。研究結(jie)果表明不同電(dian)壓(ya)制備(bei)的(de)TiAlSiN涂(tu)(tu)(tu)層表面(mian)形成(cheng)(cheng)了(le)(le)大量孔洞。隨(sui)著(zhu)電(dian)壓(ya)升高(gao)后(hou),涂(tu)(tu)(tu)層的(de)粗糙度(du)(du)和厚度(du)(du)明顯增加。所有層都形成(cheng)(cheng)了(le)(le)緊密(mi)(mi)結(jie)合狀態,未產(chan)生明顯縫隙(xi)結(jie)構(gou),涂(tu)(tu)(tu)層都形成(cheng)(cheng)了(le)(le)具(ju)有柱狀結(jie)構(gou)。當電(dian)壓(ya)上升后(hou),產(chan)生了(le)(le)更(geng)多(duo)的(de)空隙(xi),導致涂(tu)(tu)(tu)層致密(mi)(mi)度(du)(du)發生減小。逐漸提高(gao)電(dian)壓(ya)后(hou),獲得了(le)(le)具(ju)備(bei)更(geng)高(gao)顯硬(ying)度(du)(du)的(de)涂(tu)(tu)(tu)層,達(da)到(dao)了(le)(le)比合金(jin)鋼(gang)基(ji)體更(geng)高(gao)的(de)硬(ying)度(du)(du)。隨(sui)著(zhu)電(dian)壓(ya)升高(gao),涂(tu)(tu)(tu)層的(de)摩擦(ca)系(xi)數和磨(mo)(mo)損率(lv)先降(jiang)低再(zai)升高(gao),到(dao)達(da)30 V電(dian)壓(ya)時(shi)達(da)到(dao)了(le)(le)小的(de)磨(mo)(mo)損率(lv)。涂(tu)(tu)(tu)層主要發生了(le)(le)42crmo鋼(gang)板(ban)磨(mo)(mo)粒磨(mo)(mo)損的(de)情況。30 V電(dian)壓(ya)時(shi)形成(cheng)(cheng)了(le)(le)更(geng)加平整的(de)涂(tu)(tu)(tu)層表面(mian),涂(tu)(tu)(tu)層的(de)組織結(jie)構(gou)也變(bian)得更(geng)加致密(mi)(mi),顯著(zhu)提高(gao)了(le)(le)耐磨(mo)(mo)性。 

用同軸送粉(fen)的(de)(de)(de)(de)方式在42CrMo鋼板表面(mian)激光(guang)熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)Fe-WC合(he)金粉(fen)末(mo),通過掃描電鏡、光(guang)學(xue)顯鏡、能(neng)譜儀(yi)觀察(cha)分(fen)析熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)顯組織特征、WC陶(tao)(tao)瓷顆粒對熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)組織性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響、WC陶(tao)(tao)瓷顆粒分(fen)布(bu)特征及(ji)WC周圍(wei)(wei)塊狀(zhuang)(zhuang)共(gong)晶(jing)物(wu)的(de)(de)(de)(de)組成(cheng)成(cheng)分(fen);用顯硬(ying)(ying)(ying)度(du)計、摩(mo)擦磨損(sun)(sun)試驗儀(yi)、高(gao)精度(du)電子(zi)天平(ping)(ping)測量基(ji)(ji)體(ti)(ti)與熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)及(ji)質(zhi)量損(sun)(sun)失,分(fen)析了引起(qi)性(xing)能(neng)曲(qu)線變化(hua)的(de)(de)(de)(de)原因。結果(guo)表明,熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)底(di)部(bu)到(dao)頂部(bu)的(de)(de)(de)(de)組織變化(hua)為(wei)平(ping)(ping)面(mian)晶(jing)、晶(jing)界明顯的(de)(de)(de)(de)胞(bao)狀(zhuang)(zhuang)晶(jing)、交(jiao)錯生(sheng)長的(de)(de)(de)(de)柱狀(zhuang)(zhuang)樹(shu)枝晶(jing)、排(pai)列緊密的(de)(de)(de)(de)胞(bao)狀(zhuang)(zhuang)晶(jing)、方向均一的(de)(de)(de)(de)柱狀(zhuang)(zhuang)樹(shu)枝晶(jing); WC陶(tao)(tao)瓷顆粒具有(you)細化(hua)枝晶(jing)、阻斷枝晶(jing)生(sheng)長,增強熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力; WC陶(tao)(tao)瓷顆粒在熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)中聚集(ji)分(fen)布(bu),形成(cheng)較寬的(de)(de)(de)(de)陶(tao)(tao)瓷帶; WC陶(tao)(tao)瓷顆粒周圍(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)塊狀(zhuang)(zhuang)共(gong)晶(jing)物(wu)是由WC部(bu)分(fen)分(fen)解得到(dao)的(de)(de)(de)(de),其組成(cheng)元(yuan)素包括(kuo)C、W、Fe、P、Cr。熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)平(ping)(ping)均硬(ying)(ying)(ying)度(du)達(da)到(dao)850 HV0.3,是基(ji)(ji)體(ti)(ti)平(ping)(ping)均硬(ying)(ying)(ying)度(du)的(de)(de)(de)(de)3.4倍。摩(mo)擦因數為(wei)0.275左右,比基(ji)(ji)體(ti)(ti)小0.525。基(ji)(ji)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量損(sun)(sun)失是熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)11倍多。說(shuo)明Fe-WC合(he)金熔(rong)(rong)(rong)覆(fu)(fu)層(ceng)(ceng)能(neng)夠有(you)效基(ji)(ji)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)及(ji)其抗磨損(sun)(sun)能(neng)力。 

  在42CrMo鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)基礎成分(fen)中配合(he)添(tian)(tian)加Al-Ti和(he)Al-B元(yuan)素(su),通過末端(duan)淬(cui)火實(shi)驗(yan)和(he)截(jie)面硬度(du)實(shi)驗(yan)對比(bi)分(fen)析3種42CrMo鋼(gang)(gang)(gang)(gang)淬(cui)透性(xing)的差(cha)異,并通過OM、SEM等(deng)手段觀察晶粒(li)形貌以(yi)及不同(tong)部位淬(cui)火后顯(xian)組織,利用(yong)(yong)(yong)三維原子(zi)探針（3DAP）分(fen)析元(yuan)素(su)分(fen)布(bu),通過常規力學性(xing)能(neng)實(shi)驗(yan)檢測其常溫拉伸和(he)低(di)溫沖擊(ji)性(xing)能(neng)。結果(guo)表明,AlTi、Al-B的添(tian)(tian)加均使(shi)(shi)42CrMo鋼(gang)(gang)(gang)(gang)淬(cui)透性(xing)提(ti)高,Al-B鋼(gang)(gang)(gang)(gang)增(zeng)加淬(cui)透性(xing)作用(yong)(yong)(yong)更(geng)大,淬(cui)火后距淬(cui)火端(duan)25 mm處的硬度(du)增(zeng)加6 HRC,直徑42、48和(he)56 mm截(jie)面的心部硬度(du)分(fen)別增(zeng)加7、10和(he)14 HRC,并且使(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的抗拉強度(du)Rm≥1200 MPa,-40℃下(xia)沖擊(ji)吸收功KV2≥27 J,力學性(xing)能(neng)滿足低(di)溫環境下(xia)螺(luo)栓(shuan)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)要求。42crmo鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)(ban)通過化學相分(fen)析實(shi)驗(yan)和(he)TTT曲線(xian)測定,表明Al-Ti配合(he)添(tian)(tian)加,Ti發(fa)揮(hui)固(gu)氮作用(yong)(yong)(yong)形成TiN,使(shi)(shi)Al固(gu)溶于鐵素(su)體(ti)中,抑制貝(bei)氏體(ti)產生;Al-B配合(he)添(tian)(tian)加,一(yi)部分(fen)Al發(fa)揮(hui)固(gu)氮作用(yong)(yong)(yong),另(ling)外一(yi)部分(fen)Al與(yu)B共同(tong)固(gu)溶于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中,