材料科学毕业论文开题报告
材料科学毕业论文开题报告
是提高选题质量和水平的重要环节，它主要说明这个课题研究的意义以及该课题的可行性，以下是搜集整理的材料科学开题报告，供大家阅读参考。
题目：3Cr13钢等离子体渗氮层表征
一、课题的来源及选题的依据、意义，课题在理论或实际应用方面的价值以及可能达到的水平。
3Cr13钢，是一种常用的马氏体不锈钢，3Cr13钢为我国应用较多的不锈钢之一。通过合适的热处理工艺可充分发挥该钢的内在潜力，改善性能，大幅度提高其使用寿命和耐蚀性。近年来，该钢的热处理工艺取得明显进展，但目前应用较为先进的等离子表面技术进行表面改性研究较少，国内外也鲜有报道。因此，开展这方面的研究工作有重要的实用价值和理论意义。
本研究利用等离子对3Cr13钢进行氮化处理。对其工艺、组织、结构性能以及耐腐
蚀性进行研究。通过控制渗氮温度、渗氮时间以及渗氮时氮气与氢气流量比等工艺参数来改变表面层的组织结构和性能，采用金相显微镜、XRD、显微硬度计、电化学工作站等仪
器对试样进行显微组织、相组织、硬度以及耐腐蚀性等方面进行表征测试,因为含碳量高
故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、作刃具、喷嘴、阀座、阀门/水压机阀等
二、本课题在国内外的研究现状
不同类型的钢的渗氮报道，国内外已有报道出现。Li 等研究了 42CrMo 钢采用直流脉冲等离子体渗氮和活化屏渗氮二者的区别，表明活化屏渗氮处理可以避免边缘效应，避免了离子的直接溅射，在试样表面沉积了细小尺寸的γ′-Fe4N 和ε-Fe2~3N 的微小颗粒，但
活化屏渗氮在相结构和一些性能方面(硬度、腐蚀性能)与传统的离子渗氮并无明显的区别。
谢飞等研究在 510 C 时进行离子渗氮处理对 1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢的结构和性能
的影响时，检测到钢中 Cr 元素与 N 元素反应生成化合物 CrN，发生奥氏体向马氏体转变
现象，韧性降低，表层生成了γ′、ε和 CrN 等相，这与氮气和氢气所占比例有关。不锈钢
的耐磨性与表面化合物相有关。其耐蚀性下降比较严重，虽然表面产生很高的硬度
三、课题研究的内容拟采取的技术路线或研究方法
1.渗氮前的热处理
采用箱式电阻炉，对试验进行固溶处理。
2.渗层的厚度和显微硬度
选取适当的腐蚀剂对渗层截面进行，采用光学显微镜微组织进行观察，采用显硬度计对渗层截面测试综合察和硬度测试结果，确定渗层的厚。
3.渗层的相结构表征
采用XRD方法，对渗层相结构进行分析。
4.渗层的耐蚀性表征
采用电化学工作站，对渗层的耐蚀性进行测试。
5.对比不同工艺条件下渗层的厚度、硬度、相结构和耐蚀性以及相同工艺内条件下不同种类不锈钢的渗层、硬度、相结构和耐蚀性。
四、课题研究中的主要难点以及解决的方法
难点：渗层截面的腐蚀
解决办法：查阅相关文献，找到相关的腐蚀剂，一一实验
五、毕业设计(论文)工作进度计划
第1周毕业论文准备工作，制定工作计划;做实验前准备
第2周完成科技译文
第3周毕业论文准备，完成开题报告
第4周对原始试样进行热处理，对固溶试样进行打磨，为渗氮做准备
第5周准备渗氮试样
第6周进行渗氮实验，撰写绪论部分
第7周进行渗氮实验，并对已完成的渗氮试样进行XRD测试
第8周对渗氮试样的渗层进行腐蚀，测定表面性能，撰写实验方法部分
第9周进行表面耐腐蚀性能测试
第10周补充实验内容，撰写毕业论文
第11周毕业论文中期检查
第12周整理显微组织实验数据，撰写毕业论文
第13周整理显微硬度实验数据，撰写毕业论文
第14周整理极化曲线实验数据，撰写毕业论文
第15周毕业论文修改
第16周毕业论文评阅，毕业论文修改
第17周毕业，毕业论文修改
第18周整理毕业论文材料。
六.主要(或资料)
[1]Li Y, Wang L, Shen L, et al. Plasma nitriding of 42CrMo low alloy steels at anodic or cathodic potentials[J]. Surface and Coatings Technology, 2010,204(15): 2337-2342.
[2] 谢飞. 奥氏体不锈钢离子渗氮层相结构与性能研究[J]. 江苏工业学院学报, 2004,
16(3): 1-4.
[3] 刘洪喜, 汤宝寅, 王浪平, 等. 2Cr13 钢的全方位离子注入与离子束增强沉积复合表
面强化处理[J]. 航空材料学报，2005, 25(2): 32-37
[4] Fattah M, Mahboubi F. Comparison of ferritic and austenitic plasma nitriding and nitrocarburizing behavior of AISI 4140 low alloy steel[J]. Materials and Design, 2010, 31(8): 3915-3921.