P110钢表面渗铬层组织结构及摩擦磨损性能

采用粉末包埋法在P110钢表面制备渗铬层;借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计,对渗铬层的显微组织、相组成和显微硬度进行了分析和表征,并通过无润滑条件下的球-盘式摩擦磨损试验研究了渗铬处理对其摩擦磨损性能的影响.结果表明:渗铬层组织均匀、连续、致密,厚约35μm,表现出明显的沉积+扩散的分布特征;渗层主要由Cr_(23)C_6、Cr_7C_3(Cr,Fe)_7C_3和α-(Cr,Fe)等相组成,渗层表面硬度值达到2102 HK0.025;渗铬试样的磨损质量损失仅为基材的1/10,耐磨性得到显著提高.     

基于预渗碳的H13钢TRD碳化铬覆层制备

对H13钢基体在预渗碳的基础上进行TRD渗铬处理,研究了预渗碳对覆层性能的影响。结果表明:预渗碳将覆层表面含碳量提高到了5.5%,避免了贫碳层的出现;复合覆层的表面硬度为2225.78 HV0.01,厚度最厚为15μm,其均匀连续且表面致密,主要由Cr_7C_3、Cr_(23)C_6组成;过渡渗碳层使复合覆层弹性模量下降平缓,改善了覆层的抗剥离性能。单一覆层薄且不连续,其表面硬度仅为1612.85 HV0.01且不稳定,主要物相为Fe、(Fe,Cr)_7C_3,界面存在贫碳层。     

T10钢低温双辉等离子渗镀铬硬化的研究

采用双辉等离子渗铬＋离子渗氮的复合工艺,以T10钢为基材在560℃研究了该工艺对渗层硬化效果的影响。结果表明：离子渗氮前渗层表面有3-5μm的沉积层,组织致密并与基体结合紧密,基体组织无明显变化;沉积层含铬量达46%以上,扩散层深15-20μm;渗层表面物相均由Fe、Fe-Cr、Cr7C3、Cr23C6等组成;表面显微硬度达650-850HV,硬度向内呈梯度分布。渗镀层经离子渗氮后的组织与氮化前的组织无明显变化,但表面物相为Fe-Cr、Cr7C3、Cr23C6、CrN、Fe4N,表面显微硬度1000-1350HV,较未渗氮前提高65%以上,表明本复合工艺能有效提高铬渗镀层的显微硬度。     

碳素工具钢低温双辉等离子渗镀铬硬化的研究

利用双层辉光等离子渗金属技术,在580℃对T10钢进行表面渗镀铬硬化的研究.结果表明:渗镀层由沉积层 扩散层组成;沉积层厚5～6μm,组织致密,与基体结合紧密,且w(Cr)＞48%;内有15～20μm的扩散层,扩散层中铬含量呈梯度分布;经X射线衍射分析,其表面物相由Fe、Fe-Cr、Cr7C3、Cr23C6、等组成;渗层的显微硬度达700HV以上,硬度向内逐步降低,且呈梯度分布.     

45钢低温双辉等离子渗铬的研究

采用"氮化+双辉等离子渗铬"复合工艺,在630℃扩散层组成;渗层表面形成4～5μm的沉积层,含铬量达到52%左右,致密并与基体结合紧密;内有20～25μm的扩散层.扩散层含铬量呈梯度分布;表面物相由Fe-Cr、Cr7C3、Cr23C6、CrN等组成;渗层表面显微硬度达950HV,硬度向内呈梯度分布,而没有改变基体材料的结构和性能.这种高的表面硬度对提高材料表面耐磨性具有重要意义.     

固体渗铬层组织结构及性能稳定性研究

采用固体粉末法在GCr15钢表面进行渗铬处理,研究了不同渗铬时间下渗层的结构和性能,并研究了自然时效对渗层结构、力学性能的影响。采用扫描电子显微镜及EDS能谱仪、X射线衍射仪研究了时效前后渗层组织结构的变化,采用显微硬度仪、纳米压痕仪、洛氏硬度计分析了时效前后渗层表面硬度、截面微区硬度、与基体的结合强度。结果表明:渗层主要由Cr_2N、(Cr,Fe)_(23)C_6和(Cr,Fe)_7C_3相组成,渗层外表面为不连续的氮化铬晶粒分布在疏松的碳化铬中,随着渗铬时间的增加,氮化铬晶粒长大;渗层下表面为碳化铬层,由外向内Cr逐渐减少,Fe逐渐增加,形成了梯度过渡层结构。渗层表面显微硬度(HV_(0.05))在14 920～16 980 MPa之间,经过1a自然时效后表面显微硬度稍有降低;截面纳米硬度表明,随着Cr含量逐渐减少,纳米硬度也相应下降。洛氏压痕结果表明,压痕周围存在放射性裂纹及不同程度的渗层剥落现象;经过1a自然时效后压痕周围只存在放射性裂纹,渗层与基体结合强度提高。     

预渗处理对预渗碳20钢盐浴钒铬共渗层结构及性能的影响

对20钢基体进行预渗碳和钒铬盐浴渗入复合处理,盐浴渗入处理温度950℃,时间4 h。分析了单一渗钒、铬层和钒铬共渗层的组成。采用球-盘结构测定室温干摩擦性能。结果表明:制备出的钒铬共渗层表面致密,厚度12μm,主要由Cr_7C_3、Cr_(23)C_6及V_4C_(2.67)等物相组成。单一渗铬、钒层和共渗层的显微硬度分别为1740、2004、1885 HV0.03;钒铬共渗层的摩擦系数最小,约0.3066,其减摩性能最好。     

45#钢Cr-N包埋共渗涂层的组织特征及形成机理

目的研究在45~#钢表面包埋共渗沉积Cr_2N涂层提高其耐蚀性的可行性。方法采用包渗法,对在1100℃下保温不同时间,得到不同时期的氮铬共渗涂层。利用扫描电镜及能谱仪、X射线衍射仪研究氮铬共渗层的微观组织及其生长机制,利用极化曲线评估涂层耐蚀性能。结果 45~#钢氮铬包埋共渗在保温4 h时可获得最佳涂层,涂层组织为Cr_2N层(约15μm)、Cr的沉积层(约10μm)、Cr的扩散层(约15μm)。Cr_2N层呈现强烈的(002)晶面择优取向;Cr沉积层为Fe-Cr合金及铬的碳化物相(Cr_7C_3,Cr_3C_2)。在模拟燃料电池腐蚀液中,45~#钢、45涂层样品、304不锈钢自腐蚀电位和自腐蚀电流分别为-0.521 V和230.63μA·cm~(-2),-0.448 V和10.89μA·cm~(-2),-0.299 V和5.26μA·cm~(-2)。当腐蚀电位高于0.3 V时,涂层样品会二次钝化,腐蚀电流低至1.43μA·cm~(-2)。结论沉积Cr_2N的45~#钢样品相对原样其耐蚀性有很大提高,并且当腐蚀电位达到0.3 V以上时,其耐蚀性能优于304不锈钢。     

硼铬共渗提高3Cr13钢抗高温磨蚀性能

本文研究了3Cr13钢硼铬共渗层的组织和性能共渗层是由含铅量较高的(Fe,Cr)2B相组成.硼铬共渗处理可大幅度地提高3Cr13钢的表面硬度和抗高温氧化性能,可应用于在高温磨蚀环境中使用的热电偶保护套管上.     

Ti6Al4V合金渗镀Cr-Mo表面改性层组织结构及其耐磨特性研究

采用双层辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面进行多元合金化,形成均匀致密的Cr-Mo合金渗层.通过GDOES、XRD等手段标定表层成分和相结构,借助显微硬度计和球盘磨损仪测试合金渗层的性能.结果表明:合金渗层中合金化元素Cr与Mo呈梯度分布,主要由化合物Cr_(1.93)Ti_(1.07)、Cr_2Ti、Cr_2Ti_4O_(11)等相构成;改性的Ti6Al4V合金表面硬度有较大程度的提高,抗磨损性能明显改善.     

钢的铬钒复合镀渗层组织与性能

本文研究了45、T10、3Cr2W8V钢预先镀铬,随后在粉末渗钒剂中渗钒的复合镀渗层的组织和性能。结果表明,铬钒复合镀渗层主要由VC、(V,Cr)C、(Cr,V)_(23)C6、Cr_(23)C6及Cr_7C_3组成。镀渗层与渗钒层相比,具有渗钒层的高硬度和高耐磨性,同时其耐蚀性、抗氧化性和抗热疲劳性均优于渗钒层。     

45钢表面TD-Cr/PVD-CrN复合涂层磨蚀性能

目的 采用热扩散(TD)渗金属技术和物理气相沉积(PVD)技术对45钢表面进行强化,以提升45钢表面硬度和抗磨蚀性能,延长45钢的使用寿命。方法 采用热扩散渗金属技术和物理气相沉积技术制备TD-Cr、PVD-CrN及TD-Cr/PVD-CrN(Cr/CrN复合涂层)3种涂层。利用扫描电镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)研究涂层的微观形貌、元素分布和物相组成。通过纳米压痕研究涂层的硬度、弹性模量。通过摩擦磨损实验和电化学腐蚀实验,研究涂层的摩擦性能和腐蚀性能。结果 TD-Cr、PVD-CrN、TD-Cr/PVD-CrN 3种涂层的组织结构均致密均匀,厚度分别为19.78、1.075、32.24 μm。TD-Cr/PVD-CrN涂层的硬度达到28.7 GPa,高于其他涂层, 同时,Cr/CrN复合涂层的弹性模量和弹性恢复能力均优于其他涂层。在盐水环境下,TD-Cr、PVD-CrN、TD-Cr/PVD-CrN的摩擦因数分别为0.52、0.38、0.35,磨损体积分别为26、0.15、0.05,TD-Cr/PVD-CrN展现出较好的耐磨性能。在盐水环境下,TD-Cr/PVD-CrN涂层的抗腐蚀性能略低于TD-CrN涂层。结论 综合看来,TD-Cr/PVD-CrN复合涂层可以有效提升45钢的表面抗磨蚀能力,延长其使用寿命。     

Wear and corrosion behaviors of duplex surface treated 316L austenitic stainless steel via combination of boriding and chromizing

Surface of low carbon austenitic stainless steel (AISI 316L) was modified by duplex surface treatment to improve its wear behavior, without compromising corrosion resistance of the steel. The duplex surface treating process composed of pack boriding (B) and pack chromizing (Cr) stages. Some specimens were duplex surface treated by boriding followed by chromizing (B–Cr), while some others were treated via chromizing followed by boriding (Cr–B), to evaluate the effect of duplex treatment sequence on wear and corrosion resistances. Microstructural studies, phase identification, wear and corrosion behaviors of the specimens were evaluated by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffractometer (XRD), pin-on-disc wear test, and potentiostat electrochemical test. The results show that the precedence of boriding stage to chromizing stage makes significant improvement in wear and corrosion resistances of the duplex coating, whereas B-Cr coating provided superior wear resistances (up to 49%) and reduced corrosion rate (up to 4.5 times) in comparison to Cr-B and boriding coatings. Corrosion resistance of B-Cr coating was comparable to that of the stainless steel.     

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层组织及性能研究

利用活性燃烧高速燃气(AC-HAVF)喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层,研究了其微观组织及耐磨耐蚀性能.结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11,WC,M6C(Ni2W4C或Fe3W3C),Cr26C3,CrB2等相组成;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约为2.5%;WC,M6C,Cr26G3,CrB2等硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200～800 nm;涂层硬度分布不均匀,平均硬度为685HV;涂层具有优异的耐磨耐蚀性,其磨损体积是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/8.8,平均腐蚀速度是0Cr13Ni5Mo不锈钢的1/2;涂层的磨损机理以疲劳磨损为主,弥散分布的硬质相是涂层硬度以及耐磨性提高的主要因素.     

PCrNi3Mo钢真空渗铬层的组织与性能

在真空条件下对PCrNi3Mo钢表面进行渗铬处理,采用X射线衍射、扫描电镜、光学显微镜、自动显微硬度仪、干滑动摩擦及电化学腐蚀等手段分析了渗铬层的组织与性能。结果表明,PCrNi3Mo钢在真空渗铬处理后表面形成了一层由Cr₂₃C₆、Cr₇C₃和(Cr,Fe)₇C₃组成的化合物渗层,渗层致密且与基体结合良好。渗层深度、硬度、耐磨性以及耐腐蚀性均随渗铬保温时间的延长而提高。对工件进行12 h保温渗铬后得到的渗铬层厚度约为11 μm,表面硬度为1117.1 HV0.5,磨擦因数最低,其磨损量为0.1225 mg,自腐蚀电流密度比基体降低了2个数量级,综合性能最优。     

Al/Cr复合涂层对Ti2AlNb合金抗热腐蚀性能的影响

目的改善Ti2AlNb合金在高温腐蚀盐环境中的耐热腐蚀性能。方法在Ti2AlNb合金表面通过双层辉光等离子渗铬及磁控溅射镀铝技术制备Al/Cr复合涂层,分析涂层热腐蚀前后的微观形貌和物相组成,并探究涂覆Na2SO4盐膜的试样在不同温度下(750、850、950℃)的热腐蚀行为。结果Al/Cr复合涂层组织均匀致密,且与基体结合良好,厚度约73μm,由表及里依次由Al沉积层、Al/Cr合金层、Cr沉积层、Cr扩散层四部分组成。经不同温度Na2SO4盐热腐蚀后,Al/Cr复合涂层腐蚀程度均显著小于合金基体。涂层试样经750~850℃Na2SO4盐热腐蚀后质量变化较小,850℃腐蚀增重仅0.525 mg/cm^2,而经历950℃、40 h熔盐热腐蚀后失重达到73.571 mg/cm^2,且试样截面出现剥离、脱落现象,Al/Cr复合涂层抵抗热腐蚀能力减弱。结论具有涂层保护的试样抗热腐蚀性能明显优于合金基体。Al/Cr复合涂层在750~850℃Na2SO4盐环境中具有良好的热腐蚀抗力,而更高温度段(850~950℃)的热腐蚀抗力下降。Al/Cr复合涂层在Na2SO4盐环境中良好的抗热腐蚀性得益于涂层中Al、Cr元素氧化形成以Al2O3、Cr2O3为主的混合氧化膜,有效阻碍外界氧气及腐蚀性介质侵入基体。     

渗硼处理对H13钢碳化铬覆层抗铝液侵蚀性能的影响

将未处理H13钢、热反应扩散(TRD)法渗铬试样及铬硼复合渗(TRD渗铬+TRD渗硼)试样浸入熔融铝液进行热浸铝试验。对渗铝试样截面进行显微观察及渗铝层定点成分分析。结果表明:相同热浸铝条件下,单一碳化铬覆层的浸铝层厚度与未处理H13钢相当,即单独渗铬并不能提升H13钢抗铝液侵蚀能力。而硼铬复合处理试样浸铝层厚度为单一碳化铬覆层的67%,渗硼处理的应用能够有效提高TRD碳化铬覆层抗铝液侵蚀能力。试样经热浸铝后渗铝层Fe-Al金属间化合物成分主要为Fe₂Al₅。     

R26合金盐浴渗铬后的组织与性能

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机、循环极化曲线和高温氧化试验对R26合金渗铬后的组织性能进行研究。结果表明,R26合金渗铬及热处理后,渗层主要由Ni-Cr-Fe、NiCoCr、Ni3Al、(Cr,Co,Ni)23C6、(Cr,Fe)7C3等相组成,渗层厚度约15μm,表面硬度显著提高,摩擦因数降低,磨损率明显减少,耐磨性提高。R26合金渗铬及热处理后,耐电化学腐蚀和抗高温氧化性能有一定提高,对于改善高温螺栓的抗咬死能力有一定的作用。     

0cr18Ni9钢渗铬后冷却方式对耐蚀性能的影响

研究了０Ｃｒ１８Ｎｉ９钢盐浴渗铬后,以炉冷空冷和水冷等方式冷却时,基体中碳化物分布及渗层中显微裂纹对耐蚀性能的影响,渗铬后空冷,渗层无显微方,基体昌界处碳化物析出及渗层中粒状σ相明显省于炉冷;渗层中细小粒状σ相分布在高铬σ相中,对耐蚀性无影响。因此空冷后的耐蚀性能优于其他冷却方式。