QPQ与镀锌复合处理对风电高强度紧固件力学性能和抗腐性能的影响
QPQ技术是近年来发展起来的新的金属表面强化改性技术之一。它完全消除了对环境的污染，起到表面防腐和热处理的双重作用，与常规方法相比更有效地提高了耐磨、耐疲劳、耐腐蚀，且变形小，大幅节能，已广泛应用在汽车，机车，机械等行业。
本论文采取先QPQ后镀锌的复合处理对35CrMo钢进行表面改性处理。本论文采用的是成熟的镀锌工艺，主要考虑QPQ工艺对渗层组织的影响，运用金相法和断面硬度梯度的方法检测了渗层厚度与质量，探讨了工艺参数对渗层组织的影响，通过盐雾试验探讨了QPQ工艺参数对抗腐蚀性能的影响。由于镀锌对力学性能的影响较小，主要考虑QPQ工艺参数对力学性能的影响。QPQ工艺参数主要有氮化温度、氮化时间和氰酸根质量分数。QPQ工艺中温度对力学性能的影响较大，所以设计了500℃、550℃、580℃、630℃四个温度，再根据QPQ工艺参数对渗层组织的影响规律匹配渗氮时间、氰酸根的质量分数等其它工艺参数，600℃以上的为深层QPQ，深层QPQ与常规QPQ相比多了一层中间层，中间层组织受冷却方式的影响，故630℃的QPQ工艺又设计了水冷、空冷、随炉冷三种冷却方式。对以上常规QPQ的3种工艺以及深层QPQ的3种工艺处理的试样进行拉伸试验、冲击试验以及拉伸试样断口分析，通过数据分析得出35CrMo钢在500℃处理的抗拉强度、屈服强度、断面伸长率、断面收缩率和冲击功等综合力学性能是所做工艺中较好的。按500℃的这个工艺进行QPQ处理后再镀锌得到复合处理的渗镀层，再通过采用盐雾试验和电化学测试复合处理试样的抗腐蚀性能。
研究结果表明：35CrMo钢在500℃处理的抗拉强度、屈服强度、断面伸长率、断面收缩率和冲击功分别为：990MPa,815MPa、15.2％、55.13％和146J.cm-2，是所做工艺中较好的。由拉伸试样断口分析可知：化合物层主要为脆性断裂；中间层的断裂类型与冷却后的产物、比例及分布有关；扩散层主要为沿晶断裂；基体为韧性断裂。500℃处理的QPQ抗盐雾时间为18小时；镀锌的抗盐雾时间为72小时；复合处理的试样抗盐雾时间为420小时。复合处理的试样抗盐雾时间远远超过单一的QPQ处理和镀锌。渗镀层在NaCl溶液中的腐蚀电位随溶液中Cl-离子浓度的增加而降低，随温度的升高而降低，这表明渗镀层的耐蚀性能随溶液中氯离子浓度的增加而降低，随温度的升高而降低；渗镀层在酸性NaCl溶液中的腐蚀电位比碱性溶液明显负移，渗镀层在碱性NaCl溶液中的腐蚀电位比中性溶液中有明显负移，说明在中性环境下渗镀层的耐蚀性能最好，在碱性环境下次之，在酸性环境下最差。
QPQ;镀锌复合处理;金属表面强化;高强度紧固件;抗腐蚀性能;力学性能
西华大学
硕士
材料物理与化学
罗德福
2011
中文
TH131;TG668
58
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）