工业纯钛的离子渗氮

工业纯钛经离子渗氮后，表面可生成金黄色的、组织致密的、耐腐蚀和耐磨性能优异的氮化钛渗层。本文介绍了渗氮工艺，渗层性能分析，以及试制的电池粉芯模等的使用效果。     

新型真空脉冲渗氮设备

本文介绍了一种全新的真空脉冲渗氮设备，由加热炉罩、内罩、底座、真空系统、配气系统和控制系统等部分组成，其主要特点在于：采用弹压式触头配电；操作方便；一个加热炉罩可配备多个炉座，能进行脉冲渗氮处理或其它低温化学热处理、真空回火快冷处理、充气保护回火处理等多种工艺加工；热效率高，节能效果显著；控制系统采用了先进的计算机程序控制技术、人机对话技术以及先进的执行元器件如大功率固态继电器等。     

脉冲渗氮温度对38CrMoAlA钢渗氮层耐蚀性的影响

采用真空脉冲渗氮的方法对38CrMoAlA钢进行渗氮处理,通过光学显微镜、盐雾腐蚀以及电化学测试对渗氮层的腐蚀性能进行了研究。结果表明,540 ℃真空脉冲渗氮后,38CrMoAlA钢耐盐雾腐蚀性能最佳,渗氮层表面形貌为均匀致密的白亮层,渗氮层与基体结合紧密,在盐雾腐蚀72 h后试样表面基本保持完好,其腐蚀速率为未渗氮试样的22.6%,自腐蚀电流从基体的102.774 µA·cm^-2降低到4.893 µA·cm^-2,明显提高了渗氮层的耐腐蚀性能。     

快速渗氮工艺的最新进展

简述了当前深层渗氮工艺的发展应用情况,介绍了本单位针对32Cr3MoVE钢开展的深层渗氮研究工作,以及该钢深层渗氮件与18CrNi4A渗碳件在4508MPa接触应力下的对比试验结果.本文对常规离子渗氮、循环离子渗氮、增压渗氮、低压脉冲渗氮、稀土催渗渗氮、形变促渗渗氮、高温渗氮等快速渗氮工艺方法的发展和存在的主要问题进行了总结,分析了以深层渗氮替代渗碳工艺尚须开展的工作.     

真空压强对小模数花键离子渗氮性能的影响

小模数花键零件在离子渗氮过程中,经常出现齿根或节圆位置渗不上和渗层浅等问题。针对这一问题,选取典型转子类零件,通过在300、400、500、600、700 Pa的真空压强下,对其内花键进行离子渗氮试验。研究得出当炉内通入氩气,真空压强为600、700 Pa 时,能够保证内花键齿顶、节圆、齿根的渗层偏差控制在设计所要求的0.02 mm以内,同时显微组织和表面硬度也符合工艺要求。     

新型渗氮钢的力学性能及渗氮特性

采用真空感应炉冶炼了低铝和无铝新型渗氮钢,研究了不同温度回火后钢的显微组织和力学性能.结果表明,在1000MPa强度级别下,试验钢的韧性明显高于常用的渗氮钢38CrMoAl.渗氮试验表明,在相同渗氮条件下,无铝试验钢渗层深度大、低铝渗氮钢的渗层硬度高,试验钢都具有较优良的综合渗氮性能.     

稀土离子渗氮催渗的均匀性及渗氮层组织

把铈含量>95%的稀土金属块分别放置在钟罩式离子渗氮炉内的上层、中层和下层进行催渗试验。结果表明,富铈稀土对38CrMoAl及40CrNiMo钢试样有较明显的催渗作用,同时减少了白亮层厚度;当稀土块放置在炉内上层时,各试样的层深、表面硬度、脉状氮化物及疏松无明显差别;而稀土块放置在渗氮炉中间层和下层时,稀土块下面试样催渗效果较好,稀土块上面的试样催渗效果稍差。     

1Cr11Ni2W2MoV钢的离子渗氮

利用脉冲直流辉光等离子技术,对1Cr11Ni2W2MoV马氏体热强不锈钢进行不同工艺参数的离子渗氮。利用光学显微镜、显微硬度计、XRD对渗氮层的显微组织及硬度进行了分析。结果表明,在所选用的离子渗氮工艺参数下,1Cr11Ni2W2MoV钢渗层只由扩散层组成,渗氮温度≤560℃时,渗层主要由固溶N原子的α相组成,并伴有少量的γ'-Fe4N和CrN析出;随着渗氮温度的升高和渗氮时间的延长,固溶N原子的α相逐渐转变成γ'-Fe4N相,当处理温度达到590℃时,渗层主要由γ'-Fe4N和Cr N组成。离子渗氮后渗层的表面硬度较未渗氮前有显著的提高,在一定范围内,渗层的表面硬度和渗层深度都随着渗氮温度和渗氮时间的增加而增加,渗层硬度梯度分布也随着渗氮时间的延长变得平缓。     

渗氮处理在重载齿轮上的应用进展

目前重载齿轮常用的表面热处理工艺有渗碳淬火、感应淬火以及渗氮处理等,渗氮处理由于畸变小、工序简单等优点在工业生产上具有很大的优势和广阔的应用前景。通过增加渗层深度以及提高基体硬度能够有效提高渗氮齿轮的承载能力,从而扩大渗氮处理在重载齿轮上的应用。介绍了渗氮处理对齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的影响,以及基体性能对渗氮工艺的影响,回顾了渗氮齿轮的研究进展,如渗层可控离子渗氮、稀土催渗、时效硬化渗氮钢等,指出提高渗氮齿轮承载能力的途径为,深入进行渗氮齿轮的基础性研究,提高渗氮过程控制水平以及积极开发新工艺等。     

在密封箱式炉中的短时气体渗氮

用密封箱式炉进行短时渗氮 ,只通入氨气和氮气 ,炉气中无任何含碳气体 ,可以彻底消除HCN对环境的污染。经 560℃× 3h短时渗氮后 ,在钢的表面形成大约 ( 1 2～ 2 5) μm的化合物层。 2 0Cr钢、2 0CrMnTi、45钢和SCM 41 5钢短时渗氮后的表面硬度及渗层硬度分布都和同一设备中气体氮碳共渗的结果相同 ,除了低碳钢之外 ,用短时渗氮替代氮碳共渗是值得推广的。     

热循环离子渗氮及其强渗作用

用正交试验法研究了３８ＣｒＭｏＡｌＡ钢热循环离子渗氮的特点及其强渗作用。结果表明，渗氮过程受循环参数控制，渗层组织呈层状结构，渗层生长曲线存在长达６ｈ的亚速线性段；在强渗工艺下，该段斜率明显增大。这一动力学特性看来是由热循环催渗和离子轰击加速氮原子扩散的有利作用所致，从而使深层渗氮时间比恒温或分段渗氮缩短了２／３￣１／２。     

航空燃油附件零件渗氮技术的应用

分析了38CrMoAl和4Cr14NiW2Mo钢件气体渗氮层产生高脆性和裂纹的原因,论述了纯氨和氨＋氮渗氮对钢件渗氮层成分、组织和性能的影响。结果表明,氨＋氮渗氮可以改善炉内气氛,有利于氮原子沿着晶内扩散,抑制相变扩散和晶界扩散,减轻高氮化合物的形成和发展,降低脆性,避免裂纹生成。     

304不锈钢离子渗氮工艺研究

对304不锈钢离子渗氮后的渗层性能进行了研究，结果表明，经离子渗氮后，钢的表面性能得到明显改善。影响工件表面结构和性能的主要因素是离子渗氮温度和保温时间。相同的渗氮时间，不同的H2／N2将得到不同性能的渗层。     

40Cr钢循环离子渗氮工艺及渗层硬度研究

目的探索循环离子渗氮与常规恒温离子渗氮技术的工艺效果。方法先对试样进行调质处理,分组进行离子渗氮,固定氨气和乙醇的流量,改变渗氮时间和渗氮温度两种工艺参数及渗氮工艺,分别测定渗氮后各试样的表面硬度及渗层厚度,观察其金相组织,并分析每组试样渗氮层的性能。结果循环离子渗氮530 6 h℃试样的表面硬度最高,随着渗氮温度的升高和渗氮时间的延长,试样的表面硬度增加,但是当温度超过530℃、时间超过6 h后,试样的表面硬度反而降低。循环渗氮550 10 h℃试样的渗层厚度最厚,随着渗氮温度的升高和渗氮时间的增加,试样的渗层厚度变厚,但时间超过6 h后,渗层厚度的增加较缓慢,6、8、10 h试样的渗层厚度差别不大。相同的渗氮温度下,循环渗氮6 h的试样的渗层厚度基本与常规恒温渗氮10 h试样的渗层厚度一样,相同渗氮时间内,循环渗氮510℃的试样的表面硬度高于恒温渗氮550℃试样的表面硬度,且两者的渗层厚度相差不多。结论循环离子渗氮工艺优于常规的恒温离子渗氮,循环离子渗氮550 8 h℃试样的综合性能最好。     

38CrMoAlA、40Cr钢经不同渗氮工艺处理后的性能研究

研究了38CrMoAlA和40Cr钢经气体渗氮、气体氮碳共渗、离子渗氮处理后渗氮层的组织、硬度、摩擦磨损和腐蚀性能。试验结果表明，38CrMoAlA钢渗氮层的硬度及在3．5％NaCl溶液中的耐蚀性能高于40Cr钢，但抗摩擦磨损性能不如40Cr钢。依气体渗氮、气体氮碳共渗到离子渗氮的顺序，渗氮层的抗磨损性能逐次提高，但抗腐蚀能力逐次降低。从钢的化学成分、渗氮层的硬度和韧性出发，对38CrMoAlA和40Cr钢渗氮层的性能差异进行了分析与总结。     

A4双相不锈钢离子渗氮工艺研究

研究了A4双相不锈钢的离子渗氮工艺.结果显示,渗氮温度和气氛氮势(即氮与氢之比)对渗氮层的深度有影响,而对硬度无明显影响.当渗氮温度为580℃,N2:H2=1:9时,渗氮层表面硬度可达1200～1300HV0.3,渗氮层深度为0.10 mm.     

Study of the Active Screen Plasma Nitriding

Active screen plasma nitriding (ASPN) is a novel nitriding process, which overcomes many of the practical problems associated with the conventional DC plasma nitriding (DCPN). Experimental results showed that the metallurgical characteristics and hardening effect of 722M24 steel nitrided by ASPN at both floating potential and anodic (zero) potential were similar to those nitrided by DCPN. XRD and high-resolution SEM analysis indicated that iron nitride particles with sizes in sub-micron scale were deposited on the specimen surface in AS plasma nitriding. These indicate that the neutral iron nitride particles, which are sputtered from the active screen and transferred through plasma to specimen surface, are considered to be the dominant nitrogen carder in ASPN. The OES results show that NH could not be a critical species in plasma nitriding.     

A Novel kind of Air Cooling Bainite Nitriding Steel and Plasma Nitriding Test

In order to avoid serious distortion and cracking that may occur with nitrided parts while quenching and tempering, a novel kind of air cooling bainite nitriding steel consisting of Cr, Mo, Mn and Si was developed. After normalized and high temperature tempered, the tested steel has satisfactory strength, toughness and microstructure as well as good nitriding properties.     

阴极电压和供氮方式对纯氮离子渗氮的影响

分别研究了在500、600、650和700 V阴极电压条件下采用连续供气抽真空和间歇供氮闭炉的方式进行纯氮离子渗氮的工艺及机理.通过对间歇供氮闭炉离子渗氮层显微组织、相组成和硬度梯度的测定与分析,计算和验证了该工艺中N2分子临界离解能.结果表明,纯氮离子渗氮的活性氮原子来自于经阴极位降区加速的高能N 2与中性N2分子间的非弹性碰撞,离解N2分子的N 2离子临界能为48.64 eV,相应的阴极电压门槛值为650 V.纯氮离子渗氮工艺除要求阴极电压高于650 V外,间歇供气闭炉渗氮也是必备条件,在一定温度和足够高的阴极电压下,只有采用间歇供氮闭炉方式进行离子渗氮,从N2分子才能离解出足够多的活性氮原子,使试样表面产生明显的渗氮效果.