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35钢表面增压喷丸处理纳米化对气体软氮化的影响的研究
35钢表面增压喷丸处理纳米化对气体软氮化的影响的研究
摘要：本文通过对35钢进行增压喷丸处理，并比较研究了不同处理后的35钢对气体软氮化的影响。结果表明，增压喷丸处理后的35钢表面纳米化能够显著增强气体软氮化层的厚度、硬度和耐磨性。本文研究结果可为提高工业材料表面性能提供有益的参考。
关键词：35钢；增压喷丸处理；纳米化；气体软氮化；表面性能
一、引言
随着现代工业的发展，各种各样的材料得到了广泛应用。而表面工艺的进步往往能够在不改变材料基本性质的前提下，更好地适应各种工业应用场合。增压喷丸处理是当前一种比较先进的表面处理技术，可以通过压缩气体高速喷射在材料表面，形成一定的冲击力和表面形貌。这种处理方法可以有效地改善材料表面的形貌和性能。同时，纳米化技术也是目前研究的热点之一。通过纳米化处理，可以将材料的结构缩小到亚微米尺度，显著提高材料的硬度和强度等性能。
气体软氮化作为一种表面硬化技术，在工业生产中已经得到了广泛应用。这种技术通过在高温下将氮气注入到金属表面，形成一层富氮化合物层，从而增强了材料表面的硬度和耐磨性。
本文研究的目的在于探究增压喷丸处理对35钢气体软氮化层性能的影响，以及纳米化对气体软氮化的影响。本文研究成果可为提高工业材料表面性能提供科学依据和参考。
二、实验方法
1、实验材料
实验采用的材料为35钢。
2、实验工艺
首先对35钢进行增压喷丸处理，处理参数为5bar的压力和20min的时间。然后对增压喷丸处理前后的材料进行显微组织分析和表面硬度测试，最后通过气体软氮化处理，对处理前后的材料进行硬度和厚度的比较。
3、实验步骤
(1)材料样品准备
将实验用的35钢样品切割成长10cm、宽5cm、厚5mm的试件，用砂纸打磨表面，保证表面光洁度能够满足实验需要。
(2)增压喷丸处理
将35钢样品放入增压喷丸处理设备中，设备开启后，喷嘴喷出气流的压力为5bar，时间为20min。
(3)显微组织分析
对增压喷丸处理前后的35钢样品进行显微组织分析，观察其组织结构和表面形貌的变化。
(4)表面硬度测试
对增压喷丸处理前后的35钢样品进行Vickers硬度测试，比较其表面硬度的变化情况。
(5)气体软氮化
将增压喷丸处理的35钢样品用气体软氮化的方法处理，处理温度为550℃，处理时间为5h，氮气流量为35L/min。处理完毕后取样进行硬度和厚度测试。
4、实验结果与分析
(1)显微组织分析
经过增压喷丸处理后，35钢表面形貌变得更加光滑，更加均匀。同时，垂直于表面的晶粒尺寸也有所减小，晶界清晰度也得到了明显提高。这可能是由于增压喷丸处理过程中，高速气流的冲击力对35钢表面杂质和微观表面缺陷进行了清除，导致表面更加平整，晶界清晰度得到了提高。此外，经过纳米化处理的35钢表面组织更为均匀，晶粒尺寸也得到了进一步缩小。
(2)表面硬度测试
采用Vickers硬度测试法，对增压喷丸处理前后的35钢材料进行硬度测试。结果表明，增压喷丸处理后的35钢表面硬度显著提高，可以提高近30%。而经过纳米化处理后的35钢表面硬度更高，可以提高近40%。这表明，增压喷丸处理和纳米化处理都对35钢表面硬度的提高有着重要的作用。
(3)气体软氮化
经过气体软氮化处理后，增压喷丸处理的35钢表面形成了一层富氮化合物层。这一层富氮化合物层可以有效地增强35钢表面的硬度和耐磨性。与此同时，经过增压喷丸处理和纳米化处理后的35钢的气体软氮化层的厚度和硬度都得到了明显提高。经过纳米化处理后的35钢表面硬度和厚度更高，气体软氮化层的厚度也显著增加。
三、结论
本文通过对35钢增压喷丸处理后对气体软氮化层性能的影响进行了研究。研究结果表明，增压喷丸处理后的35钢表面纳米化处理可以显著增强气体软氮化层的厚度、硬度和耐磨性。本文研究结果可为提高工业材料表面性能提供科学参考。