稀土添加量对20CrMnTi钢表面碳铌复合渗层组织及性能的影响

目的提高20CrMnTi钢表面硬度及耐磨性能。方法采用粉末包埋法在20CrMnTi钢表面制备了碳铌复合渗层。粉末渗铌剂组成为铌粉、氧化镧、氧化铝及氯化铵,渗铌温度为950℃,保温时间为5 h。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、能谱仪、X射线衍射仪及微动摩擦磨损试验机,研究了不同La_2O_3添加量条件下,碳铌复合渗层的硬度、厚度、组织、物相组成及摩擦系数。结果不同La_2O_3添加量条件下,复合渗层主要由NbC相组成,厚度为23~28mm,硬度为2250~2950HV0.5。随着La_2O_3添加量的增加,复合渗层物相组成变化不明显,渗层晶粒尺寸先增大后减小,厚度逐渐下降,硬度先上升后逐渐下降,摩擦系数基本是先上升后下降。稀土添加量(质量分数)为0.5%时,其摩擦系数较低。结论粉末包埋复合渗铌渗剂中,La_2O_3的最佳添加量为0.5%,能细化渗层晶粒尺寸,有利于提高20CrMnTi表面碳铌复合渗层的致密性及硬度。