摘 要

本文首先概述了金属复合材料的定义，意义和发展历史，引出不锈钢/碳钢复合材料的发展目的和前景，讨论了螺栓的腐蚀种类和特点以及如何防腐，说明了钢/碳钢复合螺栓的研究现状并提出不锈钢的低温氮化改性质量；然后介绍了实验中所需要的实验材料，仪器以及实验方法和分析测试方法；最后用螺栓扭矩实验和硬度实验，通过金相分析证明了低温氮化对不锈钢/碳钢复合螺栓的性能影响，可以增加它的抗咬合能力。

关键词：低温氮化 金属复合材料 不锈钢/碳钢复合

Influence of Low Temperature Nitriding on Properties of Stainless  Steel/Carbon Steel Composite Bolts

Abstract

Firstly, this article summarizes the definition, significance and development history of metal composites, draws out the development goals and prospects of stainless steel/carbon steel composites, discusses the types and characteristics of corrosion of bolts and how to prevent corrosion, and illustrates the study of steel/carbon steel composite bolts. The status quo and put forward the low-temperature nitriding modification quality of stainless steel; then the experimental materials, instruments, experimental methods and analytical test methods required in the experiment are introduced; finally, the low-temperature nitriding is proved by metallographic analysis using bolt torque test and hardness test. Impact on the performance of stainless steel / carbon steel composite bolts can increase its anti-biting ability.

KeyWords: Low temperature nitriding; Metal composite; Stainless steel/carbon steel composite

目 录

摘要…………………………………………………………………………………I

ABSTRACT………………………………………………………………………II

第一章 绪论………………………………………………………………………1

1.1 金属材料概述………………………………………………………………1

1.2不锈钢/碳钢复合材料………………………………………………………1

1.2.1不锈钢/碳钢复合板…………………………………………………2

1.2.2不锈钢/碳钢复合材料的发展………………………………………3

1.3螺栓的腐蚀与防护 …………………………………………………………3

1.3.1普通螺栓的腐蚀问题 ………………………………………………3

1.3.2螺栓防腐的种类及特点 ……………………………………………4

1.3.3螺栓防腐的重要性 …………………………………………………5

1.4不锈钢/碳钢复合螺栓………………………………………………………5

1.4.1 不锈钢/碳钢复合螺栓的研究现状 ………………………………5

1.4.2 影响不锈钢耐腐蚀性的因素………………………………………6

1.4.3 不锈钢的低温氮化…………………………………………………6

1.5 课题的意义和内容…………………………………………………………8

第二章 实验方法………………………………………………………………9

2.1实验材料……………………………………………………………………9

2.2实验方法……………………………………………………………………9

2.2.1 氮化方法 …………………………………………………………9

2.2.2 实验器材 …………………………………………………………10

2.2.3 分析及测试方法 …………………………………………………12

第三章 实验结果与分析……………………………………………………12

3.1螺栓扭矩实验……………………………………………………………13

3.1.1对原始螺栓进行三次扭断实验 …………………………………13

3.1.2不同上紧力下的螺栓扭矩实验……………………………………13

3.1.3 40N·m下的扭矩实验……………………………………………14

3.1.4 50N·m下的扭矩实验……………………………………………14

3.1.5原始螺栓的扭矩实验数据…………………………………………15

3.1.6实验结论……………………………………………………………18

3.2氮化螺栓扭矩实验………………………………………………………19

3.2.1 L公司氮化后螺栓的金相图………………………………………20

3.2.2敏化处理……………………………………………………………21

3.3对比H公司氮化过的螺栓和原始螺栓…………………………………21

第四章 结论……………………………………………………………………28

参考文献…………………………………………………………………………29

第一章 绪论

1.1 金属材料概述

材料是人类社会发展与进步过程中必不可少的部分，它与我们的生活紧密相连，与军事，经济的发展密不可分。材料的进步推动着人类的进步。20 世纪的人们早就把信息、材料和能源称为当代文明的三大中坚力量o信息技术产业的发展是带动经济增长的引擎，促进着人类文明发展。能源的利用和开发，是人类发展的原动力，是城市的血液，是人类赖以生存和发展的物质基础。而材料学科的发展不仅在全世界，就是在我们国家也占据着举足轻重的地位o因为材料工业作为我国基础工业，会随着工业的发展不断改革创新来适应新的工业模式^[1]。随着时代的进步，科学文化的发展，我们对于材料的性能要求逐渐提高，材料的复合化已经成为材料科学发展的必然结果o 复合材料可以将单一材料所存在的缺陷和不足进行弥补，从而提高材料整体性能o而单一材料经过一定工艺上的设计，能够具有特定条件下使用的物理和化学性能 ^[2]。

复合材料是用先进的材料制备技术把不同的材料成分相结合的新材料，是根据人们生活过程中遇到的需求来创造设计的。这些具有不同物理和化学性质的物质，以微观，亚微观或者宏观等不同的结构尺寸与层次，经过复杂的空间组合而形成的一个材料系统 ^[3-5]。

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