不同Ni含量的合金钢在高温水蒸气中的氧化行为研究

为了探究Ni含量与温度对合金钢氧化腐蚀行为的影响, 对3.5%Ni、5%Ni和9%Ni钢在540 ℃高温水蒸气中的氧化行为进行了研究, 并与9%Ni钢在600 ℃高温水蒸气中的氧化行为进行了对比。采用非连续称量法测定其动力学曲线, 通过扫描电子显微镜(SEM)观察氧化膜形貌, 用能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对元素成分和相组成进行了分析。结果表明, 在540 ℃氧化时, 3种合金钢的氧化动力学均符合抛物线规律;Ni含量增加, 氧化速率下降, 但有促进氧化膜脱落的倾向; 3种合金钢的氧化膜均由Fe₃O₄、Fe₂O₃和NiFe₂O₄组成, Ni元素增多可以促进产物中Fe₃O₄向Fe₂O₃转化。氧化膜分为两层, 层间存在孔洞; 内层富含NiFe₂O₄的尖晶石氧化物, 外层以Fe₃O₄和Fe₂O₃为主。温度升高时, 9%Ni钢的氧化速率提高, 氧化膜脱落时间提早; 表面氧化物形貌发生了改变, 从片状组织转化为颗粒状组织, 但温度升高并未改变9％Ni钢的氧化产物类别。     

40Cr钢硼稀土共渗的组织与性能研究

本文对４０Ｃｒ钢进行了硼稀土共渗处理，得到了稀土硼的共渗层。研究了稀土元素对渗层组织结构、硬度、耐磨性以及渗层冲击局性和表面耐蚀性的影响。结果表明：稀土元素Ｌａ和Ｃｅ渗入了钢中，改善了渗层的组织，使渗层的表面硬度和耐蚀性及耐磨性均有明显提高。尤其是渗层的局性显著地增大。脆断前吸收的功增大了一倍。     

QPQ盐浴氮化对合金灰铸铁显微组织和耐磨性的影响

通过X射线衍射相分析和金相分析,发现采用不同的加热、保温和冷却方式获得的不同基体组织的合金灰铸铁,经QPQ盐浴氮化处理后渗层组织中存在Fe3O4和Fe2N;铁素体含量越高,渗层越厚。通过对不同基体组织的合金灰铸铁在QPQ处理前后的磨损速率的比较,发现经QPQ处理后的合金灰铸铁试样磨损速率为QPQ处理前的1.6%～5.7%。     

扩渗时间对镁合金表面扩渗Zn+La2O3组织与性能的影响

在390℃温度下对AZ31镁合金进行固态扩渗Zn+La2O3（扩渗剂中的质量分数为0.4%）处理,扩渗时间分别为0、2、4、6h。研究了不同扩渗时间下镁合金表面渗层组织的变化,并测试了镁合金表面扩渗层的硬度和耐腐蚀性能。结果表明：当扩渗时间为2h时,未出现渗层;当扩渗时间为4h时,扩渗层中出现了Mg0.97Zn0.03固溶体和Mg-Zn化合物(MgZn+Mg2Zn3+MgZn2+ Mg2Zn11)。随着扩渗时间的延长,使得Zn原子的扩渗能力增强,Mg和Zn反应扩散形成了多种化合物,在AZ31镁合金表面得到了渗层。当扩渗时间为6h时,Mg7Zn3作为一种新相出现在了渗层中,同时,渗层组织粗化。扩渗试样的硬度随扩渗时间的增加而增加,而耐腐蚀性能在扩渗时间为4 h时为最佳。     

45 钢硼-稀土-铬共渗层组织和性能的研究

研究了45 钢硼-稀土-铬共渗组织和性能。结果表明:与单渗硼层相比, 由于共渗层中稀土和铬的存在, 硼-稀土-铬共渗层的显微组织、显微硬度、脆性和耐磨性得到改善, 尤其耐磨性得到显著提高。     

激光扫描速度对Fe基火焰喷焊重熔层组织和耐磨性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射物相分析和显微硬度、耐磨性测定等试验手段, 研究了不同激光扫描速度对Fe基火焰喷焊重熔层组织和耐磨性的影响。试验结果表明, 经激光重熔后, 火焰喷焊层的组织得到不同程度细化; 喷焊重熔层的组织主要由γ-(Fe, Ni)及Fe₃Ni₂、FeNi₃、Cr₂B、FeB₂Ni₃、FeCrB等强化相组成; 随着激光扫描速度增加, 喷焊重熔层的硬度提高, 而且耐磨性均优于原始喷焊层。在相同激光扫描功率下, 经200 mm/min激光扫描后, 喷焊重熔层耐磨性最好。     

矿井金属护网腐蚀机理与欠锌涂料防护研究

为解决煤矿井下锚网支护材料(金属护网)在顶板淋水的湿潮环境中腐蚀严重的问题,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱和电化学测试等技术,分析了腐蚀产物形貌、结构及腐蚀机理;并设计研用颜料体积浓度为32%的环氧欠锌涂料,对取自现场的腐蚀金属护网进行涂装,研究了其施加涂料后在模拟顶板淋水浸泡作用下的耐腐蚀效果。结果表明：金属护网生成的锈蚀层为由α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe₂O₃和Fe₃O₄组成的疏松多孔结构,难以长期阻止金属基体的腐蚀过程;采用环氧欠锌涂料直接涂装锈蚀金属护网,能够通过屏蔽隔离效应明显抑制腐蚀过程,降低腐蚀速率至0.001mm/a左右。     

渗硼对Q235钢耐铝液腐蚀性能的影响

研究渗硼对钢耐铝液的腐蚀性能的影响,通过固体渗硼的方法在Q235表面获得渗硼层,并在750℃对未渗硼试样和渗硼试样在纯铝液中分别腐蚀1、2、3、4和5 h,测量试样的腐蚀失重、观察界面的腐蚀形貌并测定其物相,分析并研究渗硼层耐铝液腐蚀的机理。研究发现,渗硼层组织与基体结合紧密,750℃腐蚀5 h后,仍有渗硼层存在,对基体有良好的保护作用。渗硼层隔绝了铝液接触铁基体,减缓Fe_2Al_5的生长,降低剥落腐蚀概率,减缓铁基体溶解腐蚀速率,提高基体的耐铝液腐蚀性能。     

铸渗工艺对刮板输送机铲板组织和性能的影响

采用涂料法在刮板输送机铲板表面渗硼、铬和碳以形成硬度较高的表面合金化层.通过改变合金粉末各自的比例来研究不同的涂料配比对表面合金化层组织和性能的影响.研究结果表明,表面合金化层内主要含有Fe-Cr,Fe₂₃(C,B)₆,Cr₂₃C₆、马氏体和莱氏体;当涂料的配比：B为10％,Cr为80％,C为10％时,表面合金化层的维氏硬度最高达到800 HV,刮板运输机铲板表面的维氏硬度提高了近3倍;试样的表面合金化层的厚度在8 mm左右,且随着B含量的增加维氏硬度逐渐下降.     

38CrMoAIA钢可控抗蚀氮化

介绍可控井式氧化炉合理控制氮化温度、时间和氨分解率的渗氮 艺,使38CrMoAlA钢试样表面获得致密而无脆的ε相白亮层和扩散层渗层组织,渗氮后试样实测表明,该试样显微组织、脆性、显微硬度、渗层深度和抗蚀性均符合技术要求。     

高压液动锤主阀室加工工艺优化研究

主阀室作为高压液动锤的核心部件,根据其结构特点与使用工况确定了主阀室的氮化处理硬度,在对比研究2种氮化方式的抗腐蚀性能后,主阀室选择了QPQ盐浴复合处理技术。但是3件主阀室试制过程中在相同位置发生断裂,根据材质检测报告与金相分析结果判定可能是加工过程中的应力集中造成的断裂。再次试制主阀室时,优化了主阀室加工工艺流程并增加去应力退火,最终在工业性试验中主阀室获得了良好的使用寿命。     

飞机炭/炭刹车副金属件防锈蚀研究

为提高飞机炭/炭刹车副金属件防锈蚀性能, 对其进行了QPQ盐浴复合表面渗氮处理。观察了金属件渗氮后的金相组织、硬度梯度变化, 并对渗氮后工件抗锈蚀能力作了盐雾实验和分析。结果表明, QPQ技术对飞机炭/炭刹车副金属件表面处理, 无论工件强度、抗蚀能力都完全满足飞机刹车时的使用要求。     

一种粉末冶金高氮不锈钢材料的研究

采用水雾化304不锈钢粉末与氮气雾化的高锰不锈钢粉末为原料,经混合、成形和高温真空烧结后,在不同温度下进行渗氮.结果表明:随着渗氮温度的升高,氮含量增加,抗弯强度增加.当w(N)＞0.6％时,抗弯强度略有降低.材料的盐雾腐蚀等级随氮含量的增加而降低,硬度随氮含量的增加而增加.     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

粉末冶金无镍奥氏体不锈钢的渗氮研究

在粉末冶金无镍奥氏体不锈钢的烧结冷却过程中,以气体渗氮方式对其进行渗氮处理.通过对其渗氮层金相组织的观察及力学性能和耐腐蚀性能的测试,结果表明,随着渗氮温度的升高,奥氏体不锈钢随炉冷却时析出物增多,其表层氮含量和表面硬度先增加后趋于平缓,抗弯强度先增加后下降并趋于稳定,而耐腐蚀性降低.     

特厚F690海工钢焊接接头的组织及腐蚀磨损研究

选择OK Tubrod 15.27S为焊丝,利用自动埋弧焊技术对厚度为80 mm的特厚F690海工钢板进行了双面多层焊接,观察了F690海工钢焊接接头的显微组织,测试分析了F690海工钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的摩擦磨损行为、腐蚀行为。结果表明:在焊接电流450 A、焊接速度52 cm/min条件下得到的接头组织致密,焊缝区显微组织主要由细小的板条状贝氏体和粒状贝氏体组成。在3.5%NaCl溶液中,焊缝区比热影响区表现出更好的耐磨性;焊缝区和热影响区的磨损机制与载荷大小有关,10 N时表现为磨粒磨损,20 N和30 N时表现为磨粒磨损和粘着磨损的混合磨损。与热影响区相比,焊缝区的自腐蚀电位较高、钝化区较小,耐蚀性较低。     

CMT堆焊巴氏合金堆焊层组织及力学性能

采用冷金属过渡(CMT)技术在20钢表面制备了巴氏合金堆焊层，利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机分别对堆焊层的金相形貌、物相组成、显微组织、元素分布、硬度和摩擦因数进行测试。结果表明，巴氏合金堆焊层的相结构并未发生变化，由硬质点SnSb相、Cu₆Sn₅相和软基体α-Sn相组成；由于热输入的降低，巴氏合金堆焊层的冷却速率提高，堆焊层晶粒明显细化，硬度约为40HV_0.1,远高于铸造巴氏合金；由于显微硬度升高，巴氏合金堆焊层的摩擦因数和比磨损率均降低，分别为0.31和1.38×10^-5 mm³/(N·m);巴氏合金堆焊层的磨损机理为磨粒磨损。CMT堆焊技术可有效提升巴氏合金的硬度和耐磨性。