加热源对38CrMoAl钢氮化层组织及性能的影响

目的 研究电磁感应加热、等离子轰击以及电阻热效应在氮化过程中对氮化层组织性能的影响规律。方法 通过电磁感应真空脉冲氮化、等离子氮化以及真空氮化技术，对38CrMoAl钢进行氮化处理，并利用光学显微镜、SEM、X射线衍射仪、电子背散射衍射、自动显微硬度仪等仪器，对氮化层的微观形貌、相成分、晶体形态、硬度梯度等进行测试分析。结果 38CrMoAl钢经三种方式分别氮化后，氮化层主要为Fe2N、Fe3N相结构，晶粒以0.5~2.5 μm的小尺寸晶粒为主，取向差以小于5°的取向差为主。电磁感应加热容易导致氮化层中白亮层较厚，ε相含氮量高，表面硬度达到1200HV0.5，但过渡层的界面不平整。等离子轰击下的氮离子扩散能力相对较强，致使38CrMoAl钢氮化层厚度高达240 μm，0.5~2.5 μm的小晶粒和小于5°的取向差分布分别为81%、73%。电阻加热的真空氮化，氮化层厚度仅为90 μm，氮化层小尺寸晶粒和小角度取向差的分布分别为76.4%和71.9%。结论 在氮化过程中，电磁感应加热集肤效应有助于氮化层获得高氮含量和较高表面硬度。等离子轰击能加强氮原子扩散和细化晶粒组织，获得优良的组织及性能。而电阻加热方式不能提供能量集中的反应环境，氮化效率和氮化层性能均弱于前两者。

Effects of Heating Source on Microstructure and Properties of 38CrMoAl Steel Nitrided Layer