H13钢QPQ处理工艺及耐磨性

目的研究540℃氮化温度下,QPQ处理对H13钢耐磨性的影响并选出最优氮化时间。方法通过SEM、EDS、XRD分别测试了H13钢QPQ处理后渗层微观组织形貌、成分分布以及物相组成。采用HVS-1000显微硬度计、MFFT-R4000高速往复摩擦磨损试验,分别对H13钢基体与540℃下不同氮化时间QPQ处理试样的渗层厚度、硬度分布、耐磨性进行了分析研究。结果 QPQ处理后,H13钢由表面向心部依次形成均匀致密的Fe_3O_4氧化膜、高硬度的ε-Fe_3N和CrN化合物层、α-Fe和Cr_2N稳定扩散层。N原子均匀分布于渗层内部。显微硬度沿截面均呈良好梯度分布。在540℃×4 h氮化工艺下,渗层次表层硬度达到最大值(1173HV0.1),是基体(498HV0.1)的2.4倍左右,磨损量仅为基体的1/13。H13钢磨损表面存在严重犁沟效应与大量磨屑,表现为典型的磨粒磨损伴随少量粘着磨损。而QPQ处理试样磨损表面仅存在少量浅显划痕,并伴随轻微结疤状凹坑,为粘着磨损。结论经QPQ处理,H13钢的耐磨性得到了显著提高,其中氮化工艺为540℃×4 h时所得的性能最优。     

氮碳氧复合处理(QPQ)对MPS700A钢组织与性能的影响

采用氮碳氧复合处理(QPQ)技术对耐蚀耐热不锈钢MPS700A钢进行表面改性,分别进行(450～500) ℃×5 h和(550～570) ℃×3 h盐浴氮碳共渗试验,氧化处理工艺均为400 ℃×30 min。对QPQ处理后试样渗层的表面形貌、表面硬度、脆性及其耐磨性进行了分析。结果表明:渗层主要由氧化膜层、疏松层、化合物层和扩散层构成,QPQ处理后试样的硬度明显提高,相对低温段490 ℃盐浴氮碳共渗试样的硬度最高,相对高温段550 ℃处理的试样硬度最高,分别为1295、1344 HV0.1,分别是基体硬度的3.75和3.90倍。QPQ处理试样的渗层组织细小,均匀致密,脆性低,耐磨性好,比祼钢具有较好的高温摩擦磨损性能,尤其在500 ℃以上性能更加优异。且与550 ℃盐浴氮碳共渗QPQ试样相比,490 ℃盐浴氮碳共渗QPQ试样具有更低的脆性,更好的高温摩擦磨损性能。     

QPQ处理对H13钢渗层组织的影响

以H13钢为研究材料,采用QPQ盐浴复合处理进行表面改性。考察了氮化时间对QPQ处理后组织和物相的影响。利用光学显微镜观察样品组织,用XRD分析表层物相。研究结果表明:QPQ处理后,H13钢表面由外到内可形成白亮层和扩散层,且渗层厚度随氮化时间的延长而增大;但时间超过150 min后,渗层组织变得疏松。样品表层物相由(Cr Fe)2N1-x、Fe3O4、Fe2N和Fe2-3N构成。     

QPQ盐浴复合处理时间对304不锈钢耐磨性的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机研究了304不锈钢在565℃进行60 ～ 180 min盐浴复合处理(QPQ)后对304不锈钢表面组织和耐磨性性能的影响.结果表明,在565℃渗氮时间为150 min时,304不锈钢硬度峰值约为1200 HV,比基体高5倍以上.工件经QPQ工艺处理后试样钢渗层结构由表及里为致密的氧化膜、渗氮层和扩散层,其中渗氮层主要物相为ε-Fe2-3N.耐磨性实验表明,QPQ处理可显著改善304不锈钢耐磨性.在565℃渗氮时间150 min为改善耐磨性的最佳时间,处理后试样的耐磨性比原始试样提高10倍左右.     

QPQ处理氮碳共渗温度对45钢组织与性能的影响

对用于制作高压开关构件的45钢进行了3 h盐浴氮碳共渗,抛光后再进行400℃×30 min氧化的QPQ处理。通过观察渗层表面形貌,测量渗层表面硬度及耐磨性,分析了渗层性能与QPQ工艺之间关系。研究结果表明,45号钢在不同QPQ氮碳共渗温度下得到了不同厚度的化合物层,具有很高的硬度和耐磨性。当620℃氮碳共渗时,氮碳共渗层的综合性能最佳。     

QPQ氮化时间对316L不锈钢组织和性能的影响

对316L不锈钢进行了QPQ(Quench-Polish-Quench)处理,研究了600℃渗氮温度下保温(60、90、120、150和180min)后渗层的组织和性能。利用光学显微镜、SEM、XRD、显微维氏硬度计和摩擦磨损机分析材料渗层的显微组织、物相、硬度和耐磨性。结果表明,316L不锈钢经QPQ处理后,渗层表面氧化层由Fe3O4组成,中间化合物层的物相主要包括Fe2~3N、Fe4N、Cr N和α-N相,靠近基体的扩散层主要由Cr N和γN相组成。随着渗氮时间延长,化合物层厚度从60 min的16.54μm增加到180 min的34.94μm,化合物层厚度与渗氮时间呈抛物线关系。与未处理试样相比,QPQ处理试样硬度值提高了4~6倍。干摩擦磨损测试表明,未处理试样表面发生粘着磨损,磨损量和磨损率较大;渗氮后150 min试样耐磨性最好。     

QPQ处理对特级双相不锈钢SAF3207组织及性能的影响

采用QPQ工艺对N含量分别为0.51%和0.72%的固溶态SAF3207特级双相不锈钢进行表面处理。利用OM、SEM、XRD、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究了不锈钢的渗层组织及耐磨性。渗层组织观察表明,SAF3207不锈钢经QPQ处理后,渗层由表及里为氧化层(Fe_3O_4)→化合物层(α_N+S+Cr N+ε)→扩散层(α_N+S+Cr N+γ');与QPQ处理的低N试样相比,高N试样化合物层厚度较低;渗层硬度变化趋势为先升高后平稳然后逐渐降低至基体硬度,其最高硬度达850 HV0.2。干摩擦试验结果表明,SAF3207双相不锈钢经QPQ处理后的磨损性能显著提高,低N试样比高N试样更耐磨。     

Cr12MoV钢渗钒层组织及耐磨性能

为改善Cr12MoV钢耐磨性,提高其使用寿命,通过950℃×8hTD盐浴渗钒处理在Cr12MoV钢表面制备渗钒层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射和摩擦磨损试验对渗钒层组织成分和磨损性能进行检测分析,结果表明:Cr12MoV钢表面渗钒层组织均匀致密,且覆层与基体间存在明显的界面,渗钒层厚度约为9.0μm。渗钒层主要物相由VCx相组成,碳化钒覆层具有(200)和(220)晶面择优取向。经渗钒处理后试样表面显微硬度可达2 002HV0.05,约为原始试样显微硬度值的2.88倍。用GCr15钢球作为摩擦副,载荷为4.9N,滑动速度为0.1m/s,磨损时间为30min条件下,渗钒层的摩擦因数约为0.58;渗钒后试样的磨损体积约为原始试样的0.29倍,其磨损的机制主要为粘着磨损。通过TD盐浴渗钒处理,在Cr12MoV钢表面制备碳化钒涂层可有效提高其耐磨性。     

H13模具钢低温盐浴氮碳钒共渗工艺研究

探讨了H13模具钢的低温盐浴氮碳钒共渗工艺,并对渗层组织、硬度、渗层中的元素分布以及物相组成等进行了研究.结果表明：低温盐浴氮碳钒共渗工艺明显提高了H13模具钢的显微硬度,并且渗层中的物相有利于提高模具的热疲劳性能和耐磨性,采用该工艺处理H13热作模具,使用寿命有了明显改善.     

直流电场对42CrMo钢盐浴渗氮催渗与改性作用

以42CrMo钢为材料,对比研究了传统和直流电场催渗盐浴渗氮技术。利用光学显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪对渗层的显微组织、渗层厚度、硬度及物相进行了测试和分析。研究结果表明:直流电场可以显著提高盐浴渗氮速度,降低渗氮温度或缩短渗氮时间;在外加电压7.5 V直流电场条件下,保温时间为80 min时,处理温度530℃获得的化合物层厚度与同样时间常规盐浴渗氮560℃时获得的层深相近,约为6.7μm,处理温度为560℃时化合物层厚度提高到12.1μm。虽然直流电场不改变42CrMo钢盐浴渗氮层的主要物相,均由ε-Fe_3N相、γ'-Fe_4N相和Cr N相构成,但直流电场盐浴渗氮后渗层中硬度较高的γ'-Fe_4N相的相对含量更高。因此,直流电场盐浴渗氮处理后的42CrMo钢的截面显微硬度大幅度的提高,经过575℃×80 min,7.5 V盐浴渗氮后的试样截面显微硬度达到1100 HV0.01,是基体硬度的3倍。同时,施加电场盐浴渗氮使42CrMo钢耐蚀性比常规盐浴渗氮进一步提高。     

QPQ复合盐浴处理对凸轮轴用球铁耐磨性的影响

球铁的预处理分别采用900％火,900℃正火以及在不同温度回火,以获得不同含量的铁素体。QPQ（Querich淬火-Polish抛光-Quench淬火）复合盐浴处理工艺为：在580％的氮化盐浴中氮化3h后再在370％的氧化盐浴中氧化30min：用金相显徽镜和X射线衍射仪研究了球铁QPQ复合盐浴处理工艺后的显微组织,用M200滑动磨损试验机研究了球铁经过不同工艺处理后的耐磨性。结果表明,QPQ复合盐浴处理后的渗层主要由Fe2N和Fe3O4组成;随着球铁中钱素体含量的增加,其渗层厚度增加。经过QPQ复合盐浴处理的球铁试样的耐磨性显著高于淬火加低温回火试样的耐磨性;有氧化层的耐磨性比仅仅有氮化物的耐磨性稍稍高一些。     

H13模具钢低温盐浴氮碳钒共渗工艺研究

探讨了H13模具钢的低温盐浴氮碳钒共渗工艺,并对渗层组织、硬度、渗层中的元素分布以及物相组成等进行了研究。结果表明:低温盐浴氮碳钒共渗工艺明显提高了H13模具钢的显微硬度,并且渗层中的物相有利于提高模具的热疲劳性能和耐磨性,采用该工艺处理H13热作模具,使用寿命有了明显改善。     

QPQ处理对45钢组织与性能的影响

对用于制作高压开关构件的45钢进行了3 h盐浴渗氮,抛光后再进行400 ℃×30 min氧化的QPQ处理。通过观察渗层表面形貌,测量渗层表面硬度及耐磨性,分析了渗层性能与QPQ工艺之间关系。研究结果表明,45号钢在不同QPQ渗氮温度下得到了不同厚度的化合物层,具有很高的硬度和耐磨性。当620 ℃渗氮时,渗氮层的综合性能最佳。     

球铁基体组织对QPQ盐浴渗氮层深度和耐磨性的影响

对不同铁素体含量基体组织的球墨铸铁进行了QPQ盐浴渗氮试验,对渗层进行了显微组织观察和物相分析.试验结果表明,渗层组织中主要为Fe_3O_4和Fe_2N相,且基体组织中铁素体含量越高,渗层越厚.通过对不同基体组织的球墨铸铁进行QPQ处理前后磨损速率的比较,结果表明经QPQ处理后的球墨铸铁试样磨损速率为QPQ处理前的4.3%～19%.     

9CrWMn钢复合TD盐浴渗铬的研究

对9CrWMn钢进行复合TD盐浴渗铬处理,即先固体氮碳共渗预处理,再盐浴渗铬.对比了复合渗和单一盐浴渗铬的渗层微观形貌,分析了渗层的相结构、显微硬度和耐磨性.研究表明,氮碳共渗顸处理对TD盐浴渗铬的催渗效果明显,复合渗的渗层在厚度、截面硬度分布及耐磨性等方面均优于单一盐浴渗铬的渗层.该复合TD盐浴渗铬工艺可降低TD渗铬...     

低温渗氮对水泵用0Cr13Ni4Mo钢表面改性研究

为提高马氏体不锈钢0Cr13Ni4Mo的耐磨性,对水泵叶片进行表面处理,具体为分别在450℃、480℃和510℃对其进行2 h的盐浴渗氮。使用显微硬度计、XRD衍射仪、光镜、电化学工作站、摩擦磨损试验机及SEM等设备,研究了渗氮温度对0Cr13Ni4Mo钢的表面物相、硬度、渗层显微形貌、耐蚀性以及耐磨性的影响。结果显示:随着渗氮温度升高,物相由氮原子在马氏体中的过饱和固溶体α'N转变为Cr N和γ'相,材料点蚀电位下降,同时表面硬度增加,510℃处理后可达HV 1 200,渗层厚度为20μm,Cr N相大量析出,点蚀电位下降360 m V,磨损体积为未渗氮样品的17.6%,减磨效果明显。     

QPQ盐浴复合处理对5CrMnMo钢的组织与性能影响

探讨了5CrMnMo钢的QPQ盐浴复合表面处理工艺,利用扫描电镜观察处理后的表层显微组织、检测氮化层厚度、分析氮化层质量;利用显微硬度计检测组织的显微硬度,并对不同的渗氮试样作磨损、耐腐蚀对比试验。结果表明:经QPQ处理的5CrMnMo钢具有组织均匀、结构致密的渗层,且具有很高的显微硬度、耐磨性以及强抗腐蚀性。     

H13钢RE-N-C-S-V-Nb多元共渗工艺优化

采用正交试验法,对H13钢试样的RE-N-C-S-V-Nb多元共渗层的显微组织及物相组成、厚度、硬度进行分析。优化后工艺为：570℃×3.5 h预渗处理,1010℃×1.2 h盐浴淬火,575℃×4 h盐浴回火。经优化工艺处理后,得到了7~8μm高硬度和高熔点的V、Nb氮碳化合物层,且过渡层厚度达82~90μm。     

Cr12MoV钢低温盐浴渗铬复合处理

研究Cr12MoV钢低温复合盐浴渗铬处理后复合渗铬层的金相组织、相结构、渗层厚度、渗层硬度、铬浓度分布和氮碳浓度分布，并进行渗层的耐磨性对比试验。结果表明，Cr12MoV钢经氮碳共渗加低温盐浴渗铬复合处理可获得良好的渗铬层及优异的耐磨性。     

QPQ盐浴复合处理对5CrMnMo钢的组织与性能影响

探讨了5CrMnMo钢的QPQ盐浴复合表面处理工艺，利用扫描电镜观察处理后的表层显微组织、检测氮化层厚度、分析氮化层质量；利用显微硬度计检测组织的显微硬度，并对不同的渗氮试样作磨损、耐腐蚀对比试验。结果表明：经QPQ处理的5CrMnMo钢具有组织均匀、结构致密的渗层，且具有很高的显微硬度、耐磨性以及强抗腐蚀性。