STRENGTHENING MECHANISM IN NITRIDED 18Cr2Ni4WA STEEL

本文应用薄膜透射电镜方法对经不同温度一段及二段氮化后的18Cr2Ni4WA钢的内氮化层显微组织及其强化本质进行了研究.结果表明,该钢内氮化层形成过程可分为二个阶段:1.合金元素及氮原子在铁素体基体{100}α面上形成有序化的混合偏聚区;2.由偏聚区转变成平衡沉淀相CrN,它与基体的位相关系符合Baker-Nutting关系:(001)_(CrN)∥(001)α;[110]CrN∥[100]α在较低温度氮化时,CrN还可由碳化物转变而成.造成内氮化层高硬度的主要原因是铁素体基体内形成弥散的有序化混合偏聚区.在420—500℃氮化的条件下,内氮化层强度达最高值.随氮化温度升高,其硬度逐渐下降.采用低温+高温二段氮化时,由于低温形成的有序化偏聚区相当稳定,从而使氮化层的高硬度能保持到较高的温度,所以二段氮化在保持内氮化层高硬度的同时可以加速氮化过程,缩短氮化时间.     

4Cr5MoV1Si(H13)钢合金氮化物的形貌和晶体学特征SCIEI

应用TEM研究了H13钢580℃软氮化扩散层中同时生成的三种合金氮化物即CrN,VN和Mo_2N的形貌、位向关系及惯习面,发现它们由混合偏聚区经有序化连续转变而成,并且其形貌和晶体学特征与由不变线应变模型所预测的一致。     

含铜高纯净钢时效过程中铜偏聚区的演变

利用高分辨透射电镜研究了含铜高纯净钢时效过程中铜偏聚区的形貌与结构变化,分析了含铜钢的时效强化机制.结果表明,含铜钢固溶态与时效初期铁素体基体存在铜原子偏聚区,随时效时间延长,在时效硬度峰处铜偏聚区演变为富铜的亚稳Fe-Cu颗粒,该富铜析出相与基体呈半共格关系,其周围与内部存在的高密度位错与层错构成位错运动的阻碍,这可能是导致含铜钢时效强化的主要原因.     

铜偏聚区的高分辨电镜分析

研究铜在钢中的时效强化和沉淀规律具有理论意义和实用价值。应用JEM-2010高分辨电镜研究了Fe-1．18Cu、Fe-1．55Cu高纯钢在时效时组织结构的变化规律,发现,含铜高纯钢固溶处理后,在550℃、650℃时效过程中,首先在铁素体晶粒中析出含铜偏聚区,铜原子偏聚在（001）α晶面上。在时效峰处为富铜的G、P区颗粒,其直径为4—20nm,呈层状的圆饼状,一般5—9层,富铜层和贫铜层相间分布,每一层厚度约为1—2nm。G、P区与铁素体基体半共格。G．P区的富铜区内及周边存在高密度位错和层错。在过时效初期,含铜偏聚区颗粒长大,偏聚区内富铜层和贫铜层的数量增多,富铜层厚度减小,位错密度降低。在铁素体基体上弥散分布的G．P区是含铜高纯钢时效强化的原因。     

40Cr钢强化离子氮化处理的研究

研究了40Cr钢普通离子氮化和强化离子氮化后的显微组织和物相组成,测定了氮化层的显微硬度和耐磨性。α″、CrN和Cr_2N相的弥散析出,是强化离子氮化优于普通离子氮化的原因。     

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。     

2Cr12NiM01W1V钢补焊焊缝渗氮后性能

2Cr12NiMo1W1V钢应用于汽轮机部件制造时,常因裂纹及其他局部缺陷而报废.文中通过在2Cr12NiMo1W1V试板上模拟同质补焊及渗氮试验,研究了 2Cr12NiMo1W1V补焊、氮化及焊后热处理对性能及显微组织的影响.硬度试验结果表明,焊后热处理使氮化后的焊缝和热影响区的硬度和母材接近,硬度分布比较均匀.脆性测试结果均符合要求;氮化层和基体之间界面整齐且缓慢变化,表明渗氮层与基体具有很强的结合强度,且没有明显的碳化物偏聚现象.研究结果表明,此修复工艺具有实际工程应用价值.     

氮化工艺参数和钢的成份对氮化层硬度的影响

1.序言氮化零件的表面硬度和氮化层内的硬度分布取决于钢中的合金元素含量和氮化工艺参数,如氮化温度、氮化时间和氮化介质的种类。在氮化的早期研究中,Fry 和其他一些人就己指出了钢的成份的影响。同样,很早就开始了关于氮化层的硬度与氮化温度、氮化时间的关系的研究工作。从对许多钢的新近的研究中,可以清楚地看出在觇定的温度下氮化时间的影响。而氮化温度和钢的成份对氮化层硬度的     

Cr8Mo2SiV钢二次硬化机理的研究

采用硬度计SEM,EDS,TEM和XRD研究了经深冷处理和未经深冷处理Cr8Mo2SiV钢的回火硬度、残余奥氏体含量和碳化物析出行为.结果表明,Cr8Mo2SiV钢经1030℃淬火后,二次硬化峰值硬度出现在回火温度为520℃.深冷处理能够显著减少残余奥氏体含量,进而提高二次硬化峰温度之前的回火硬度,并使二次硬化峰向低温区移动20℃.在520℃回火处理,Cr8Mo2SiV钢的回火硬度随保温时间的延长而线性降低.Cr8Mo2SiV钢的二次硬化是残余奥氏体的转变和Mo_2C的析出前期共同作用的结果,残余奥氏体的作用更大.Mo_2C的析出前期合金元素Mo和C形成[Mo-C]偏聚团的G.P.区,随回火时间延长,Mo_2C析出并长大,均匀弥散分布于基体中.     

经济型双相不锈钢的离子氮化及其组织结构和腐蚀磨损性能

经济型双相不锈钢以其低廉价格、良好的力学及耐蚀性能的综合优势受到重视,但其硬度低,抗磨性能较差,限制了该合金的广泛应用。对LDX2101经济型双相不锈钢在390℃到480℃温度区间和25%N2+75%H2气氛中离子氮化10h,研究了氮化改性层的组织结构、机械性能、耐蚀性以及干摩擦和腐蚀磨损性能。结果表明,离子氮化后可在LDX2101表面形成一层具有一定硬度的致密氮化层,氮化层厚度随处理温度升高由5μm增加到28μm。表面原奥氏体和铁素体晶粒氮化后分别转化为S相(γN)和针状ε相镶嵌其中的氮在铁素体中的过饱和相αN。氮化后LDX2101的表面硬度最高可提高4倍以上,干摩擦条件下的磨损量可降低3个数量级以上。干摩擦条件下氮化层的耐磨性取决于氮化层硬度和厚度,而在腐蚀介质中的磨损性能与氮化层耐蚀性相关。研究证明只有低温离子氮化(≤420℃)可提高LDX2101的腐蚀磨损性能。     

4Cr14Ni14W2Mo钢氮化层剥落的研究

Unthank等人曾指出,含Cr高的奥氏体不锈钢在600～800℃氮化时,将沿晶界形成大量的CrN,并可能导致沿晶开裂,造成氮化层剥落.Kindlimann和Ansell认为,氮化表面上Fe或Ni-Fe的氮化物增到一定厚度时将产生“白亮层”,冷却时可能剥落。高濑孝夫在讨论氮化温度对18-8钢氮化层脆性影响时指出,低温氮化易出现氮化层剥落。本工作通过氮化前对试样作适当的预先热处理找到了解决氮化层剥落的方法,并探明了氮化层剥落的原因。     

离子氮化时间对DC53钢显微组织和性能的影响

采用金相分析、X射线衍射分析、显微硬度测量研究了离子氮化时间对DC53钢显微组织和性能的影响,得出了制备高硬度耐磨氮化层的合适离子氮化时间。结果表明:在离子氮化处理的DC53钢表层获得由ε相(Fe_3N)、γ'相(Fe_4N)和少量α-Fe相组成的均匀的氮化层。随离子氮化时间延长,ε相(Fe_3N)的衍射峰逐渐降低,而γ'相(Fe_4N)衍射峰呈逐渐升高的趋势,α-Fe相衍射峰逐渐降低。氮化层厚度的平方值随离子氮化时间的延长呈线性增加,且氮化层硬度不断升高。从表面到基体深度的增加,氮化层呈理想的硬度梯度分布,离子氮化在DC53钢表面形成的均匀氮化层使DC53钢硬度显著提高。     

电弧等离子体辅助渗氮处理Cr12MoV钢的组织结构及硬度

采用不同温度对Crl2MoV钢进行电弧等离子体辅助渗氮处理.采用X射线衍射(XRD)分析渗氮层的相组成,采用扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜分别观察渗氮样品表面形貌及横截面形貌,利用显微硬度计测试渗氮层的硬度分布.结果表明:实验钢渗氮层的结构由CrN+γ'-Fe4N+ε-Fe3N的化合物层及由含氮马氏体相α-Fe (N)组成,渗氮层的厚度随处理温度的升高而增加.渗氮处理后能明显提高Cr12MoV钢基体的显微硬度.     

含铜过饱和铁素体中纳米结构的高分辨电镜分析

应用JEM-2010高分辨电镜研究了Fe-1.18Cu合金过饱和固溶体的纳米结构。结果表明,过饱和含铜固溶体中分布着大量铜原子的偏聚区,呈圆饼状,直径10-30nm。由类似孪晶的衍射条带构成,富铜条带和贫铜条带明暗相间,其中富铜条带含铜量很高,呈现fcc结构,其(111)fcc晶面与基体铁素体的(110)α晶面存在2-4°位向差。铁素体基体与富铜条带的接壤处以及条带之间形成位错和层错亚结构。在含铜较少的铁素体中,铜原子排列在(001)α晶面上。     

纯铁表面三价镀铬/渗氮复合处理制备CrN/Cr_2N涂层

采用预三价镀铬再穿透气体渗氮的方法,在纯铁表面制备CrN/Cr_2N涂层。研究不同镀铬层厚度、渗氮温度和时间所形成涂层的微观结构和相组成变化规律。随渗氮温度从540℃提高到700℃,镀铬层相结构变化为:Cr→CrN/Cr_2N(具有超点阵结构的Cr_2N)→CrN/Cr_2N。在同一温度(640℃)渗氮,随时间延长,Cr→CrN/Cr_2N,形成大量具有超点阵结构的Cr_2N相。SEM/EPMA测试结果表明,采用该复合处理制备的氮化铬层与基体间可形成互扩散的冶金结合,实现氮化铬层与基体间在组织结构上的平缓过渡,有利于提高涂层性能。     

低温氮化对1Cr11不锈钢耐双相流冲刷腐蚀性能的影响

为研究低温盐浴氮化提升马氏体钢耐冲刷腐蚀的机理,在410、430和450℃不同温度下对1Cr11不锈钢盐浴氮化8h。通过光学显微镜,X射线衍射分析仪(XRD),显微硬度仪对渗氮层的渗氮层厚度、显微组织及显微硬度进行研究,通过电化学工作站循环伏安法和双相流冲刷腐蚀模拟试验研究不锈钢耐蚀性。结果表明,渗氮层包括化合物层和扩散层,化合物层主要由N的过饱和固溶体αN和含氮化合物ε-Fe2-3N组成。渗氮层显微硬度约为基体硬度3倍;循环伏安法表明渗氮层和基体在NaCl溶液中均发生钝化,但渗氮层表面钝化膜在溶解后具有自我修复能力,抗点蚀能力好。经过120h的冲刷腐蚀模拟试验,氮化样品质量损失速率远低于未处理试样的质量损失速率,氮化可以有效提升试样的耐冲蚀性能。     

2Cr12NiMo1W1V钢补焊焊缝渗氮后性能北大核心

2Cr12 NiMolW1 V钢应用于汽轮机部件制造时,常因裂纹及其他局部缺陷而报废。文中通过在2Cr12NiMo1W1V试板上模拟同质补焊及渗氮试验,研究了2Cr12NiMo1W1V补焊、氮化及焊后热处理对性能及显微组织的影响。硬度试验结果表明,焊后热处理使氮化后的焊缝和热影响区的硬度和母材接近,硬度分布比较均匀。脆性测试结果均符合要求;氮化层和基体之间界而整齐且缓慢变化,表明渗氮层与基体具有很强的结合强度,且没有明显的碳化物偏聚现象。研究结果表明,此修复工艺具有实际工程应用价值。     

采用低温淬火的方法改善42CrMo钢的切削性能

采用725～730℃的低温淬火,使42CrMo钢形成少量的部分马氏体和铁素体的混合组织,增加二相的硬度差,从而提高其切削性能.     

45钢低温双辉等离子渗铬的研究

采用"氮化+双辉等离子渗铬"复合工艺,在630℃扩散层组成;渗层表面形成4～5μm的沉积层,含铬量达到52%左右,致密并与基体结合紧密;内有20～25μm的扩散层.扩散层含铬量呈梯度分布;表面物相由Fe-Cr、Cr7C3、Cr23C6、CrN等组成;渗层表面显微硬度达950HV,硬度向内呈梯度分布,而没有改变基体材料的结构和性能.这种高的表面硬度对提高材料表面耐磨性具有重要意义.     

45钢电子束扫描表面W合金化组织和硬度

电子束扫描表面合金化技术可以改善钢铁材料的组织及性能. 采用等离子热喷涂技术和电子束扫描技术对45钢表面进行熔覆合金化处理. 研究电子束扫描对强化层组织和硬度的影响,探讨了电子束功率、扫描速度对强化层组织和硬度的影响规律. 结果表明,45钢经表面合金化处理后,其表面可分为合金化区、热影响区和基体区. 合金化区的显微组织为针状马氏体和碳化钨颗粒,硬度为1 250 HV,是基体硬度的5倍. 热影响区的组织为针状马氏体和铁素体,硬度为860 HV,是基体的3倍. 基体区的组织为珠光体和铁素体. 电子束工艺参数对强化层组织和硬度有较大影响,强化层厚度随电子束功率的增加而增大,随着扫描速度的增加而减小.