双辉低温(560℃)等离子渗铬的工艺研究

采用离子氮化 双辉等离子渗铬的复合工艺(首先对T10钢进行550℃x8h离子氮化,再进行560℃双辉等离子渗铬,渗铬完成后试样随炉冷却),研究了源极电压、阴极电压、极间距、工作气压、预氮化保温时间、渗铬保温时间等工艺参数对双辉等离子渗铬的影响,得出了本工艺条件下的最佳工艺参数.结果表明,在8h预氮化极间距50～60mm,阴极电压-275～325V、源极电压-750～-850V、渗铬气压25～35Pa的工艺条件下,渗层厚度约30μm,沉积层铬浓度达55%以上,扩散层铬浓度呈梯度分布;渗层由沉积层 扩散层组成,沉积层组织致密,与基体结合紧密,扩散层晶粒细小,碳化物弥散,不改变试样原始的基体组织;经X射线衍射分析,表层物相由Fe-Cr、CrN、Cr7C3、Cr23C6等组成,表面硬度达1000～1250HV,且呈梯度分布.     

45钢低温双辉等离子渗铬硬化的研究

常规双辉等离子渗铬温度较高(800℃以上),能耗较大.为此,采用双辉等离子渗金属技术,在560℃下对45钢进行了表面渗铬硬化,制备出了性能良好的表面合金改性层.采用X射线衍射仪及其附带的能谱仪测定了渗层物相及成分,采用金相显微镜考察了渗层组织形貌,并采用显微硬度计检测了渗层硬度.结果表明:渗层组织由沉积层及扩散层组成;渗层表层为2～3 μm的沉积层,含铬量达到48%以上,沉积层致密并与扩散层结合紧密;内有20～25 μm的扩散层,其合铬量呈梯度分布;表面物相由Fe-Cr、Cr7C3、Cr23C6等组成;渗层表面显微硬度达600～700 HV,硬度向内呈梯度分布.     

3Cr2W8V盐浴铬钛复合渗层

本文选用3Cr2WaV在小型井式炉中进行铬钛复合渗实验,应用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和磨损试验机研究了3Cr2WaV的铬钛复合渗层的组织结构和性能.结果表明,复合渗层表面物相主要有TiN、CrN、(Cr,Fe)2N1-x、(Cr,Fe)7C3和(Cr,Fe)23C6;随渗Ti温度的升高,复合渗层表面显微硬度逐渐提高;复合渗层的耐磨性优于离子渗氮层和渗铬层,但其脆性较大.     

40 Cr表面双辉低温等离子渗铬后的结构与耐蚀性能

金属表面双辉低温等离子渗铬可提高金属耐蚀性,且不损坏其组织和性能等.在650℃对40Cr钢表面进行双辉低温等离子渗铬,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、辉光放电剥层成分分析仪、X射线衍射仪及电化学腐蚀性能测试对渗铬试样的形貌、成分、元素分布、相结构和耐蚀性能等进行了研究.结果表明:40Cr表面沉积层厚4～5μm,沉积层与基体间出现少量的脱碳层,基体组织均匀、晶粒细小;渗镀试样内铬元素呈梯度分布;基材渗铬后表面铬含量提高,渗铬试样氮化后表层物相以CrN为主;与基材相比,渗铬试样在1 moL/L NaCl溶液中的抗点蚀能力增强,耐腐蚀性能提高.     

温度对40Cr13钢等离子表面渗铌层组织的影响

为提高马氏体不锈钢的耐蚀和耐磨性能,选择40Cr13不锈钢为基材、纯铌板为靶材,采用双辉等离子表面冶金技术在不锈钢表面制备合金化层.用SEM、GDOES、XRD等方法分析渗铌温度对铌合金层组织、成分、相组成、表面形貌及硬度的影响,并对渗层形成机制及表面硬化机理进行了研究.结果表明:在900~1 000℃形成的铌合金层组织均匀致密,合金层主要由Nb2C、Nb C、Fe2Nb、Cr2Nb及铌组成;合金层表面粗糙度随渗铌温度的提高而增加;合金层厚度随渗铌温度改变发生不同变化规律,950℃渗铌形成的渗层约13μm,900和1 000℃渗铌后合金层厚度均为7μm左右;不同温度渗铌后试样的表面硬度与基体相比均有较大幅度的提高,1 000℃渗铌后试样表面硬度高达约985 HV0.025,900℃渗铌后约758 HV0.025,而950℃渗铌后表面硬度最低,约698 HV0.025.     

Q235钢表面TiN陶瓷化与Cr-Mo共渗表面强化耐腐蚀性能研究

介绍了一种在Q235钢表面用等离子直接复合渗镀合成氮化钛的方法.该工艺方法形成的组织是Ti固溶体扩散层上分布弥散细小氮化钛颗粒和表面氮化钛沉积层,沉积层与渗层和基体为冶金结合,不会产生剥落.渗镀层表面硬度1600～3400HV.X射线衍射结果表明,渗镀层表面为纯氮化钛层,(200)晶面的衍射峰最强,具有明显的择优取向.在Q235钢表面进行双层辉光离子铬钼共渗,表面Mo含量达到4%(质量分数,下同),Cr含量达到12%.然后进行超饱和渗碳,表面含碳量达到2.0%以上,超过平衡碳计算值.随后进行淬火 低温回火热处理,使表面合金层获得马氏体基体上均匀分布的细小弥散碳化物组织,没有共晶莱氏体.经X射线衍射分析,渗层碳化物类型为M23C6,M6C和M2C,尺寸小于5μm.表面硬度达到1100HV.将等离子复合渗镀合成氮化钛试样与双层辉光离子渗铬试样,在10%硫酸、5%的盐酸、3.5%NaCl水溶液和H2S富液(含H2S 5～8g/L,NH3·H2O20g/L)中,进行电化学腐蚀实验.结果表明,渗镀试样比铬钼共渗试样耐蚀性能分别提高了84,11.67,1.15,21.15倍.     

等离子表面高铬高碳耐磨层的研究

采用等离子表面合金化技术,在20钢表面渗铬,并进行双辉等离子渗碳,形成高铬高碳合金层.利用GDS、XRD、OM、SEM研究了合金层成分、相组成及组织形貌,并通过摩擦试验对合金层耐磨性进行了分析.研究结果表明:表面高碳高铬层含铬量和含碳量以及碳化物的质量分数(40%以上)高于一般冶金高铬铸铁;渗层主要包含M23C6和M7C3型碳化物,这些碳化物均匀弥散分布,尺寸通常在1μm左右,并无共晶碳化物组织;合金层表面显微硬度达到1000～1600 HV,耐磨性比GCr15轴承钢提高8.6倍.     

热反应扩散时间对钒铬共渗层显微形貌及性能的影响

近年来,铬钒共渗层由于具有优良的综合性能被逐渐关注并广泛研究与应用,但已有的报道对其显微形貌尤其是界面结构以及性能的研究较少。采用热反应扩散法对Cr12钢进行铬钒共渗处理,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对渗层的显微结构进行了分析。重点讨论了热反应扩散时间对渗层厚度、显微硬度、物相组成以及膜基结合力的影响;分析了主要元素沿渗层到基体方向的变化趋势和特点。结果表明:随着渗入时间的延长,所得渗层的厚度为2.0~8.2μm,渗层连续、均匀较致密。铬钒共渗层的物相组成主要为VC、Cr7C3和(Cr,Fe)7C3,反应过程中各物相对应的衍射峰强度会发生相应的变化。渗层的显微硬度值为1 683.80HV0.3~1 948.57HV0.3,明显高于空白基体的显微硬度值;划痕测试结果表明铬钒共渗层和基体的界面结合良好,结合力为55~64N。     

H13钢表面电火花沉积Deloro 50合金层的组织和性能

利用电火花沉积技术在H13钢基体表面制备了Deloro 50合金层,采用扫描电镜和X射线衍射仪研究了沉积层的微观结构和物相组成,并采用显微硬度计测试了沉积层的硬度。结果表明:沉积层与基体呈良好的冶金结合,平均厚度约35μm;沉积层主要由FeNi3,Ni3(CrFe),C6(Co,Cr,Ni)23相组成;沉积层的表层显微硬度为954.4HV0.05,约为H13钢基体硬度的2倍。     

氩弧重熔对Q235钢B-C-N渗层冲蚀磨损性能的影响

研究了氩弧重熔对Q235钢B-C-N共渗层的组织结构、水冲蚀磨损及海水介质腐蚀磨损性能的影响。XRD分析显示,共渗层由FeB、Fe2B、Fe3B、Fe2N、Fe8N和Fe3C相组成,氩弧重熔层由Fe2B、Fe3N、Fe8N、Fe3C和Fe23(B,C)6相组成;共渗层显微硬度最高值为1198.4HV,重熔层最高硬度值为1192.8HV,但硬度梯度变化平缓;在水介质冲蚀及海水介质腐蚀磨损试验中,重熔层的耐磨性均优于共渗层。