在用于汽車和產(chǎn)業(yè)機(jī)械等的機(jī)械零部件中，為了提高疲勞強(qiáng)度而實(shí)施滲碳處理。滲碳層的組織具有高碳馬氏體組織，但原始γ晶界經(jīng)常成為疲勞破壞起點(diǎn)，眾所周知，通過(guò)降低晶界脆化元素P，強(qiáng)化γ晶界，可以提高疲勞強(qiáng)度。本研究以明確熱處理的晶界P偏析行為為目的，介紹了C與P偏析的關(guān)系以及模擬浸碳的熱處理過(guò)程中的晶界P偏析行為。
試驗(yàn)用材料的化學(xué)成分示于表1。為了模擬JIS SCM420的滲碳層，使用了碳含量調(diào)整為0.40mass%（SCM440）或0.80mass%的鋼（SCM480）。材料用真空熔煉，將直徑40mm的圓棒熱鍛后，進(jìn)行了固溶處理（1250℃×30min→空冷）。模擬滲碳，在氬氣氛圍中，進(jìn)行930℃×30min加熱后，用80℃的油冷卻。然后進(jìn)行了低溫180℃×2h或高溫370℃×1.5h的回火。從熱處理后的圓棒的R/2部制作俄歇電子能譜法（AES）用的試樣，并在配備冷卻斷裂裝置的FE-AES內(nèi)進(jìn)行了斷裂，測(cè)定了晶界斷口的P、C含量。因?yàn)榫Ы缙隽扛鶕?jù)晶界特性而變化，本測(cè)定中對(duì)7處以上的多個(gè)晶界進(jìn)行了測(cè)定。
通過(guò)SCM480的180℃回火材料的斷口SEM圖像，以及晶界斷口和解理斷口的俄歇光譜，在晶界斷口中檢測(cè)到P和C的峰值，在解理斷口中僅檢測(cè)到C峰值。若比較C的峰值大小，晶界斷口的峰值比解理斷口的峰值大，可以看出C在晶界處偏析。另外，僅在晶界斷口檢測(cè)出P的峰值，因此，在模擬滲碳的SCM480的180℃回火材中，能夠確認(rèn)產(chǎn)生了C和P的晶界偏析。圖1是相對(duì)C含量的晶界斷口的P含量。隨著C含量的增加，P含量減少。這一結(jié)果說(shuō)明，P和C可能在晶界中競(jìng)爭(zhēng)偏析。
