固体渗碳剂的成分优化开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

迄今为止， 渗碳工艺在世界各国迅速发展，除了具有高频渗碳、真空渗碳和电解渗碳外，出现了超声波渗碳， 流态床渗碳以及离子渗碳等新技术。尽管如此，这些国家，尤其是美国在一定程度上对固体渗碳工艺在生产部门的应用仍然较为重视。而且，对固体渗碳剂的研究，他们一直不断地进行^[1]。而中国，不少企业和厂矿似乎遗忘了固体渗碳这一设备简单、成本低廉的工艺; 以至使它处于垂危之际。固体渗碳剂问题很少在文献上作报道。

固体渗碳常用原材料大多是低碳钢，其含碳量大约在 0.15%~ 0.45%，再在其基础上进行合金化，渗碳处理后具有良好的表面硬度和心部的延展性^[2]。在现代工业中，齿轮、凸轮及其他磨损件承受了一定的摩擦力、交变弯曲应力、接触疲劳应力、一定的冲击力。所以要求表面具有高硬度、高的接触疲劳抗力和良好的耐磨性，而心部有一定的塑韧性^[3]。通过改变这些零件表面化学成分，使得零件表面具有高硬度、高耐磨性、高接触疲劳，心部应具有良好的综合力学性能^[4]。

本文试图对固体渗碳剂进行成分的优化研究，固体渗碳剂是碳在接触金属表面时的高碳势导致先在表面的碳吸收，即由表面和内部之间的碳浓度梯度而产生扩散过程^[5]。过去的研究表明，渗碳包或粉末介质中可以成功的加强低碳钢各种属性 ^[6]。但固体渗碳技术存在诸多弊病，渗碳的效果不一，我们也需要究其原因，固体渗碳质量差的主要原因是渗碳气氛不能调剂和控制^[7]。有人利用固体渗碳剂进行气体渗碳，我们曾做过一些实验，取得了一些效果。这种渗碳法很值得大力推广和应用; 因为这种渗碳法可以把固体渗碳的简便性、经济性同气体渗碳的优越性结合起来^[8]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以渗碳钢20crmnti为原材料，以木炭粒为主渗剂，以碳酸盐（碳酸钡，碳酸钠，碳酸钙若许）为催渗剂，将木炭与碳酸盐进行参杂，配制不同成分的固体渗碳剂对其进行渗碳处理；

材料表征：对渗碳处理过后的20crmnti依次进行镶嵌，打磨，抛光，腐蚀，在显微镜下进行金相观察，观察不同成分渗碳剂对渗碳速度及渗碳层和心部组织的影响及对碳化物形态，并进行硬度测试。

3. 研究计划与安排

第 1－3 周：查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4－10 周：准备试样，掌握固体渗碳工艺，开展实验工作。

第11－12周：总结实验结果，得出结论，并对过程中出现的错误进行反省和总结，整理自己的思路，草拟毕业论文框架。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈闪明. 固体渗碳剂及其催渗剂[j]. 冶金丛刊,1994,(3):7-13.

[2]siti khadijah alias, bulan abdullah, ahmed jaffar,et al .mechanical properties of paste carburized astm a516 steel. the malaysian international tribology conference 2013, mitc2013.

[3]王学武. 金属表面处理技术[m]. 北京:机械工业出版社,2014:38-45.