离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理对45钢组织与性能的影响

为进一步提高渗层厚度及渗层性能,对45钢进行离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和光学显微镜对渗层厚度、物相组成、截面与表面硬度、渗层脆性进行了分析。结果表明,复合处理可使45钢获得比单一离子渗氮或离子氮碳共渗更快的渗速、更优的性能。相同的处理时间下,复合处理渗层厚度比单一离子渗氮或离子氮碳共渗大幅度增加,有效硬化层比单一离子渗氮增加约35μm,提高约1倍,同时渗层脆性显著降低。物相分析表明复合处理后化合物层中ε相和γ'相的相对含量发生了变化,即ε相增多,而γ′相减少。     

含0／5%C,1%Cr碳氮共渗钢的激光淬火

本文研究了５０ＣｒＶ４钢的碳氮共渗和激光加热淬火复合处理。在５７０℃经４或８小时碳氮共渗前进行正火或调质预先处理，获得了表面和截面的显微组织，表面层形貌，碳氮氧的浓度梯度和硬度一深度图。试说明激光淬火功率，扫描速度和离焦量与取得的显微组织及硬度分布之间的关系。     

热锻模表面喷丸及多元氮碳共渗复合强化工艺

分别采用喷丸处理、多元氮碳共渗及喷丸+多元氮碳共渗复合强化处理三种方法对5CrNiMo钢试样及其热锻模具进行了表面处理,采用金相显微镜、显微硬度测试仪以及高速往复微摩擦试验机等对5CrNiMo钢试样的强化层组织、显微硬度以及摩擦磨损性能进行了对比分析。结果表明,喷丸加多元氮碳共渗复合强化处理得到的渗氮白亮层的平均厚度比只经多元氮碳共渗的增加了一倍,渗层深度增加2倍,工件表面显微硬度也提高了85 HV0.5左右,同时其摩擦磨损性能也得到了显著改善。通过模具现场使用表明,采用喷丸加渗氮复合表面强化的热锻模具的使用寿命比没经喷丸预处理的提高了29%,复合处理效果显著。     

含0.5%C、1%Cr碳氮共渗钢的激光淬火

本文研究了50CrV4钢的碳氮共渗和激光加热淬火复合热处理。在570℃经4或8小时碳氮共渗前进行正火或调质预先处理,获得了表面和截面的显微组织、表面层形貌、碳氮氧的浓度梯度和硬度一深度图。试说明激光淬火功率、扫描速度和离焦量与取得的显微组织及硬度分布之间的关系。当化合物区刚刚或几乎全部发生转变;出现的每一孔隙都还没有凝结成更大的洞穴;在细小的马氏体与在表面附近的残余奥氏体相连时;当细小的板条马氏体出现在扩散层;当碳、氮浓度在化合物区低,但在比化合物层宽的扩散层区域高时,这些条件方会产生最佳的淬火效果。这种复合热处理可很好地用于工业生产。     

碳氮共渗-深层稀土硼碳氮共渗复合处理

探讨了碳氮共渗与深层稀土硼碳氮共渗复合处理工艺.结果表明:复合处理在工艺上是可行的;复合处理试样的截面组织由表层稀土硼碳氮共渗层、中间碳氮共渗层及内部基体组织三部分组成;相当于在高硬度表层与较软基体中间插入一层中等硬度的过渡层,减小了硬度梯度,有效避免工件在工作过程中高硬度表层的剥落.     

薄层真空碳氮共渗技术及应用

介绍了薄层真空碳氮共渗技术的进展和难点.试验采用同一真空碳氮共渗工艺处理10、20和45碳素钢以及20Cr和20CrMo合金钢后测试和观察了渗层深度、硬度和显微组织,分析了温度和时间对渗层性能的影响.举例说明了3种关键零件真空碳氮共渗后的渗层深度、硬度、畸变量等技术要求及达标情况.     

304 不锈钢低温离子渗氮及氮碳共渗处理

目的研究304不锈钢离子渗氮层和氮碳共渗层的组织、硬度及耐磨、耐蚀性能,并考察渗层的磨损机理。方法利用离子渗氮及氮碳共渗工艺在304不锈钢表面获得硬化层,利用XRD,OM及共聚焦显微镜、显微硬度仪、电化学测试仪,分析处理前后渗层的组织、相结构及渗层的硬度及耐磨耐蚀性能。结果 304不锈钢氮碳共渗和渗氮层主要为S相层,在相同工艺条件下,氮碳共渗工艺获得的渗层为γN+γC的复合渗层,且厚度大于单一渗氮层。渗氮层和氮碳共渗层硬度约为基体硬度的3.5倍。在干滑动摩擦条件下,氮碳共渗层比渗氮层具有更好的耐磨性能;渗氮层的磨损机理为磨粒磨损的犁沟效应和断裂,氮碳共渗层的磨损机理为磨粒磨损的犁沟和微切削。电化学测试表明,渗氮层和氮碳共渗层的耐蚀性能均优于基体。结论 304不锈钢在420℃进行离子渗氮和氮碳共渗处理后,硬度和耐磨性能可大幅提高,且氮碳共渗处理效果更佳。     

8620H钢拨叉的热处理

8620H钢拨叉单件质量1.05kg,需进行碳氮共渗和淬火、回火处理,达到表面硬度680~800HV0.3、心部硬度30~45HRC和至550HV0.3的有效硬化层深度0.1~0.3mm。采用UBG渗碳炉对拨叉进行了3次碳氮共渗及淬火和低温回火工艺试验,通过适当缩短碳氮共渗时间、降低淬火温度、调整淬火油温及其搅拌烈度,最终达到了拨叉的质量要求要求。     

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...     

瓦楞辊的表面强化工艺

研究了经渗氮、碳氮共渗后高频淬火处理后42CrMo及45钢瓦楞辊试样的表面组织和力学性能。结果表明,两种试样经渗氮加高频淬火处理后表层主要为氮化物和回火马氏体组织;碳氮共渗加高频淬火处理后试样表层组织主要为回火马氏体和有少量氮化物。45钢和42CrMo钢试样经过处理表面硬度分别达到740和800 HV0.1,经高频淬火处理后,试样表面硬化层有较好的硬度梯度。     

奥氏体不锈钢耐蚀渗氮工艺的研究

对AISI 321和AISI 304不锈钢进行了低温离子渗氮,其表面获得了均匀的渗氮层即白亮层。与未经渗氮的钢相比,经离子渗氮的钢表面硬度和耐磨性显著提高,而耐蚀性也并不降低;与经传统的盐浴氮碳共渗的钢相比,经离子渗氮的钢的耐磨性和耐蚀性也均有所提高。对经低温离子渗氮的AISI 321纲渗层进行了XRD分析,发现试样的谱峰明显向低角度偏移。     

表面感应淬火对45钢滚动磨损特性的影响

针对传统热处理后45钢耐磨性较低的缺点,研究了正火 表面感应淬火热处理后45钢相对ZG31Mn2Si摩擦副的滚动磨损特性和磨损机理.测试了试验载荷、材料硬度与磨损失重的关系,采用扫描电镜分析了感应淬火热处理后不同硬度45钢的磨损形貌及变化规律.结果表明:当载荷恒定,磨料硬度Ha大于被磨材料45钢硬度Hm时,45钢随着感应淬火后自身硬度的提高,耐磨性明显提高,为硬磨料磨损;Ha＜Hm时,随着材料硬度的提高,磨损量变化很小,为软磨料磨损;其滚动磨损机理随着表面感应淬火后硬度的升高由塑变磨损转变为犁沟磨损.     

稀土—锆共渗对45钢耐蚀性能的影响

利用稀土的活化,催渗作用,在气相条件下实现了锆对４５钢表面的扩渗,采用ＳＥＭ－ＥＤＳ、ＸＰＳ及ＸＲＤ对渗层进行了化学成分分析及物相分析,并通过浸泡试验与湿热试验,中性盐雾试验研究了锆的渗入对４５钢耐蚀性能的影响,结果表明：锆的渗入明显提高了４５钢表面的耐蚀性能。     

SiC/钢双连续相复合材料在NaCl溶液中的腐蚀行为

利用失重试验和电化学方法研究了泡沫SiC/钢双连续相复合材料在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀行为.结果表明:多孔SiC增强体的存在对泡沫SiC/钢双连续相复合材料的腐蚀性能有一定程度的影响,其腐蚀敏感性比基体20钢稍大,这是由于基体与SiC之间的大量界面导致复合材料耐蚀性的降低,但界面处形成的金属间化合物提高了复合材料的耐蚀性.泡沫SiC增强体筋结构对其腐蚀行为有较大影响.选用致密骨架制备的复合材料的耐蚀性明显不如纯基体(45钢),主要原因是Fe与致密SiC骨架间存在电偶腐蚀倾向.     

铸钢表面镍基合金渗层耐磨性能的研究

以提高铸钢表面的耐磨性为目的,用负压铸渗技术在铸钢表面制备了一层与基体结合良好的耐磨镍基合金渗层;对渗层的成份、硬度进行了分析;用MM-200摩擦试验机,对比考察了镍基合金渗层与基体在干滑动摩擦条件下的摩擦磨损性能.结果表明:渗层到基体的显微硬度呈梯度变化,最高硬度出现在亚表层,硬度为542HV;在相同的摩擦条件下渗层的耐磨性远高于基体,载荷为100N时基体的磨损率是渗层的9倍,载荷为250N时基体的磨损率是渗层的5.19倍;渗层的存在提高了材料的耐磨性;渗层的磨损主要受氧化粘着和转移机制的控制.     

几种电火花熔涂层的腐蚀性能研究

对正火45钢基体上的Cr、W、Mo和Ni电极电火花熔涂层在水、5vol%盐酸及硝酸水溶液中的腐蚀行为进行了研究.结果表明，熔涂层的抗腐蚀能力，在水中，优于正火45钢，但在酸性介质中，比正火45钢的抗腐蚀能力还差.熔涂层腐蚀破坏的主要机理是成分和组织不均匀引起的电化学腐蚀和局部腐蚀，最终导致熔涂层剥落.      

45钢低温盐浴渗铬工艺及渗层性能研究

研究了 45钢低温盐浴渗铬工艺 ,分析了渗铬层的金相组织和相结构 ,测量了渗层厚度、渗层硬度及铬浓度分布 ,并进行了渗铬层的耐磨试验。结果表明 ,45钢在较低温度盐浴可获得良好的渗铬层及优异的耐磨性。     

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。     

激光熔覆Ni-WC/Cr3C2涂层组织及性能

采用激光技术在45钢表面熔覆Ni-WC/Cr₃C₂涂层,采用SEM,XRD等手段进行熔覆层的显微组织、相组成及成分分析,并测试熔覆层的耐蚀性和耐磨性能.结果表明,Ni-WC/Cr₃C₂熔覆层底部生成方向性较强的胞状树枝晶,中上部组织为细小的树枝晶.涂层主要是由γ-(Fe, Ni),M₂₃C₆型碳化物以及未熔的WC颗粒组成.细晶强化、合金元素固溶强化以及碳化物强化的共同作用,使熔覆层的显微硬度提高至711HV0.1.熔覆层耐蚀性明显改善,腐蚀电流密度约为45钢的1/4.随着摩擦速度的增大,激光熔覆Ni-WC/Cr₃C₂涂层和45钢磨损量增加,且熔覆层的磨损量低于45钢,表明其耐磨性能明显提高.     

试验载荷与速度对45钢耐磨性的影响

研究了试验载荷、滑动速度、对不同温度回火的４５钢耐磨性的影响。发现在一定滑动速度下磨损率有一峰值。在一定磨损条件下，中硬度钢比高硬度钢耐磨。