不同牌號(hào)的球墨鑄鐵氮化性能研究

蔡偉，肖雅兮，張誠(chéng)，劉鑫，段悅洪，楊鵬，李尚春

（中國(guó)石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力有限公司成都?jí)嚎s機(jī)分公司，四川成都610100）

球墨鑄鐵具有優(yōu)異的機(jī)械性能，其總合性能與鋼相近，因而廣泛的應(yīng)用于一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的領(lǐng)域。[1]壓縮缸是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)的重要部件之一，對(duì)球墨鑄鐵壓縮缸的缸孔進(jìn)行氣體氮化，能有效地提高缸體內(nèi)孔的硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，減少工件畸變，延長(zhǎng)使用壽命，降低成本[2-5]。

目前，公司壓縮機(jī)的球墨鑄鐵壓縮缸選用的牌號(hào)主要有QT600-3和QT450-10，公司的氮化方法主要以氣體氮化為主，因此選用QT600-3和QT450-10兩種牌號(hào)的球墨鑄鐵進(jìn)行氣體氮化，研究?jī)烧叩蟮男阅埽瑸榻窈笄蚰T鐵壓縮缸批量氮化提供一定的參考依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本次實(shí)驗(yàn)材料選用中頻爐熔煉鑄造的試塊，分別為鑄態(tài)的QT600-3和QT450-10試塊。其化學(xué)成分和力學(xué)性能如表1和表2所示。

表1 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

表2 力學(xué)性能

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

現(xiàn)對(duì)鑄態(tài)的QT600-3和QT450-10試塊的金相進(jìn)行測(cè)定，再將鑄態(tài)試塊懸掛在井式氮化爐中進(jìn)行氮化，氮化工藝如圖1.

圖1 氮化工藝圖

本次實(shí)驗(yàn)采用兩段式氮化，第一階段溫度為490-520℃，保溫10h，較低的氨分解率15%-25%。選用的溫度較低，便于在試塊表面形成彌散度大而硬度高的合金滲氮物。此時(shí)滲氮層深度比較淺，試塊表面的氮原子濃度比較高，為第二階段擴(kuò)散做準(zhǔn)備。第二階段選用的溫度較第一階段有所增加，同時(shí)氨分解率也增高。提高溫度是為了加速氮原子在試塊中的擴(kuò)散速度，使得第一階段富集在試塊表面的氮原子向試塊內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散。……