摘 要：选用中碳合金钢，采用多元共渗的方法金相表面强化处理，研究表面强化方法对车轴的力学性能和耐蚀性的影响，为进一步改善车轴疲劳寿命提供参考。
关键词：车轴钢；碳氮共渗；耐磨性；抗腐蚀性
引言
在高速列车中，车轴是一个十分重要的零件，关系到列车的安全运行。因此，为提高车轴寿命，采用表面强化手段对车轴进行表面强化处理，对提高车轴使用寿命和列车运行的安全系数具有重要意义。
本次选用30Cr2MoV和50钢两种中碳钢作为研究对象，并对它们进行570℃、590℃、610℃不同温度下碳氮共渗2h，来作对比试验，提高材料表面硬度和耐磨损、耐蚀性。
1 试验结果及分析
1.1 金相结果分析
对30Cr2MoV试样进行570℃、590℃、610℃不同温度下碳氮多元共渗，与30Cr2MoV原材做对比。b、c、d图中其心部组织与a图中30Cr2MoV未经过共渗的样品心部组织相同，为回火索氏体，有良好的综合机械性能。
1.2 拉伸结果与分析
30Cr2MoV通过气体碳氮共渗后拉伸实验结果，如表1所示：
1.3 显微硬度测试结果与分析
经过共渗处理后30Cr2MoV样品表面的硬度都可达700HV左右，经过590℃×2h共渗处理后的样品表面硬度甚至高过700HV，在距表面200um处硬度依然在450HV以上。所以以硬度为衡量标准的话30Cr2MoV比50钢更适合用多元共渗来强化表面。
1.4 摩擦磨损试验的结果与分析
图2是30Cr2MoV经过600℃×2h多元共渗处理样品的摩擦磨损试验结果。经过共渗的样品耐磨性很好，同样的磨损里程，共渗的样品比未共渗的耐磨性提高了90%。但是共渗以后的氧化皮，对耐磨性的提高也有影响，图中氧化皮面的耐磨性比抛光面的提高了50%。
1.5 抗腐蚀性测试结果与分析
30Cr2MoV不同温度下共渗的腐蚀试验数据如下所示，570℃：抛光面24h时大面积生锈，240h时99%面积生锈；未抛光面24h时无锈，240h时1%面积生锈。590℃：抛光面24h时无锈，240h时4%面积生锈；未抛光面24h时无锈，240h时1%面积生锈。610℃：抛光面24h时3%-5%面积生锈，240h时40%面积生锈；未抛光面24h时无锈，240h时无锈。
2 结束语
综合以上检测结果并分析，得结论如下：
30Cr2MoV和50钢经过不同温度碳氮共渗后，样品从表面到心部有氧化层、共渗层、扩散层，而心部的微观结构不随温度的变化而变化。30Cr2MoV经过590℃处理的样品表面形成的渗层最厚，表层的显微硬度也达到最高值且比心部提高了50%；强度与原材相比，其增加值最大已到达70MPa，但是塑性却减小了50%左右；耐磨性比未处理样品的耐磨性提高了90%左右。即30Cr2MoV共渗后性能最好。
参考文献
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[3]陈智军，施文康，蔡增伸.金属拉伸试验的测量与控制[J].计算机测量与控制，2005.
作者简介：尹艳平（1980，11-），女，湖南株洲人，学历：本科，职称：助理工程师，主要研究方向：机械设计及质量保证能力。
