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​QPQ處理與氣體滲氮均是在工件表面形成一定氮濃度的氮化物層，但不同滲氮方式得到的氮化物層存在一定差異，本期通過試驗數據介紹兩種滲氮方式的脆性差異。

下圖是QPQ工件

下圖是氣體滲氮工件

聲發射試驗

       采用顯微硬度計與聲發射儀相結合地方法依次采用不同的負荷，在不同的試樣的滲氮層表面打出壓痕。壓入過程中的聲發射信號由耦合于試樣側面的聲發射控頭測得，輸入聲發射儀處理、顯示并記錄下來。

       顯微硬度計為日本產M型，壓頭為金別石四角棱錐，其相對面間的夾角為136°．加載系統的負荷有250、300、400、500g四種。保荷時間10 s。試驗方法依次采用不同的負荷，在不同的試樣的涂層表面打出壓痕。壓入過程中的聲發射信號由耦合于試樣側面的聲發射控頭測得，輸入聲發射儀處理、顯示井記錄下來。采用美國物理聲學公司（PAC）生產的SAMOS系列聲發射儀采集和存儲聲發射信號，采集控制軟件為AEwin。該儀器是基于PCI總線控制的八通道聲發射儀，主要包括計算機、聲發射信號采集處理卡、前置放大器、傳感器、采集分析軟件等，系統配有八個R6a型傳感器和八個1220A型前置放大器。固定門檻值設定為30dB，前置放大器增益設定為40dB，，預觸發時間均為32μs，記錄數據長度1024點，峰值定義時間（PDT）、波擊定義時間（HDT）和波擊閉鎖時間（HLT）分別是300,600和1000μs。帶通濾波器的帶通頻率設定在1-200KHz，采樣頻率1MSPS．

       聲發射探頭為鋯鈦酸鉛壓電陶瓷制成，諧振頻率為150±20kHz，其外殼直徑為＜13mm，探頭由凡士林耦合于試樣側面，采用橡皮帶緊繃在試樣上，以防止探頭與試樣表面滑動，產生摩擦噪聲。聲發射信號經探頭接收后，輸入前置放大器放大，經鑒別單元濾波、放大、閾值整形處理，再經能量單元處理，輸出聲發射能量的矩形脈沖信號，最后由計數控制單元累積計算計數并由數碼管顯示數值。下圖1是顯微硬度計與產發射已組成的檢測系統示意圖。

試驗方案

      對QPQ與氣體氮化試樣分別在250、300、400、500g負荷的作用下進行顯微硬度壓痕試驗，同時測出相應負荷下的不同試樣的報鈴累積值（取十次平均值）如下表1，繪出振鈴-載荷直線圖。​

實驗結果及分析

    對液體氮化與氣體氮化試樣分別在250、300、400、500g負荷的作用下進行顯微硬度壓痕試驗，同時測出相應負荷下的不同試樣的振鈴累積值（取十次平均值），繪出振鈴-載荷直線圖，如下圖2所示。

下圖3、4分別表示QPQ與氣體氮化試樣500g加載過程中的振鈴隨時間累計的波形圖。

結果分析

      聲發射能量的累積計數值En與振鈴成正比，故振鈴-載荷直線的斜率K能反映能量En與載荷P之間的關系，因為K大于零，故En與P成正比，即K越大，表明相同載荷下釋放的能量越大，則其脆性越大。

       滲氮層脆性產生的原因：滲氮層的外層是化合物層（白亮層），由ε-Fe（C，N）和y＇-Fe（C，N）組成。c相是六方點陣結構，不易變形，外形粗大針狀的ε或ε與Y的組合顯然對韌性不利，

      由表1與圖3可以看出，QPQ的白亮層脆性稍大于氣體氮化，但脆性均不是很大。參照白亮層形貌圖片，明顯看出液體氮化試樣的白亮層有疏松，可導致脆性增加。而疏松產生的原因是：堿金屬和堿土金屬氰化物基的鹽浴，在氮化過程熔融的氰鹽中進行氧化和分解反應，結果形成活性氮和碳的原子，而這一過程中氮濃度比較高，故產生疏松。

       由圖3可以明顯看出，經液體氮化的試樣報鈴累積是一個迅速增加的過程，說明液體氮化白亮層的脆斷是一個快速脆斷的過程，正因為是一個快速脆斷過程，故在磨損時會沿磨痕方向出現大量小塊剝落，如圖4所示：而經氣體氮化試樣的振鈴累積是一個緩慢增加的過程，說明氣體氮化白亮層的脆斷是一個緩慢脆斷的過程，故在磨損時會有裂紋慢慢延伸。QPQ的白亮層成塊剝落，而氣體氮化的白亮層出現大量裂紋延伸，這也印證了上述觀點。