外加热式离子氮化高速钢的研究

用外加热方式在管状反应室中对高速钢试样进行离子氮化，对氮化层的厚度变化、表面硬度及冲击韧性随Ｈ２／Ｎ２、渗氮温度及时间的变化进行研究。并且对普通离子渗氮试样与外加热离子渗氮试样进行比较     

离子渗氮温度对W9Mo3Cr4V钢渗层组织及性能的影响

目前,国内外对搅拌头材料W9Mo3Cr4V钢离子渗氮表面改性研究不多。采用金相分析、显微硬度测量、X射线衍射仪(XRD)等研究了离子渗氮温度对W9Mo3Cr4V钢搅拌头显微组织和性能的影响,从而得出制备高硬度耐磨氮化层搅拌头的合适的离子渗氮温度。结果表明:经离子渗氮的W9Mo3Cr4V钢搅拌头表层获得了主要由ε相(Fe3N)和γ’相(Fe4N)组成的均匀渗氮层,且随着从表面到基体距离的增加,渗氮层的硬度呈现平缓的硬度梯度分布;480~560℃范围内,随离子渗氮温度升高,渗氮层厚度不断增加,渗氮层硬度也不断提高;ε相(Fe3N)衍射峰随离子渗氮温度升高而逐渐降低,γ’相(Fe_4N)衍射峰则呈逐渐升高的趋势。渗氮层厚度ζ与渗氮温度T的关系满足ζ=3.85×108e-9 141/T·τ。     

预氧化对1Cr11Ni2W2MoV不锈钢渗氮层质量的影响

为了研究渗氮前预氧化处理对1Cr11Ni2W2MoV材料制件渗氮层质量的影响,对调质后的试样在渗氮前进行不同预氧化处理和吹砂处理。目视观察预氧化薄膜颜色,采用金相显微镜和硬度计检测渗氮层的组织、深度、硬度和脆性等。结果表明：渗氮前对该材料在550℃下预氧化5～20 min,可以破坏不锈钢制件表面的钝化膜,使该材料制件渗层的硬度、深度及组织符合渗氮技术要求,且其渗层均匀性及渗氮速度均优于渗氮前仅进行吹砂处理的试样。     

不同表面状态的32Cr2MoV的滑动摩擦试验比较

对复合镀膜处理的32Cr2MoV、离子氮化的32Cr2MoV和离子氮化后机械抛光的32Cr2MoV进行了滑动摩擦试验,并对比分析了三者的组织和显微硬度.结果表明,3种试样表面都呈现磨粒磨损的特征.在3种处理当中,复合镀膜的32Cr2MoV表面粗糙度比镀膜前高,但是表层0.2mm范围内镀膜后的显微硬度最高,摩擦力、摩擦系数、磨痕宽度、磨损量较离子氮化试样和离子氮化后抛光试样低,磨痕较浅,耐磨性最好.从观察结果还发现,离子氮化试样经过表面抛光后虽然表层硬度下降,但是其粗糙度远远低于抛光前,弥补了硬度下降对耐磨性的不利影响,使得其耐磨性有所提高.     

热处理工艺参数对13Cr11Ni2W2MoV渗氮组织及性能的影响

该文对13Cr11Ni2W2MoV不锈钢材料进行气体渗氮,用金相显微镜观察渗层氮化物组织形态,用显微硬度计检测渗层表面硬度,研究渗氮温度、渗氮时间、Kn值对渗层组织形态和表面硬度的影响。结果表明,渗氮工艺参数中,Kn值对渗层组织形态和表面硬度影响较大,当渗氮温度为600℃,Kn值降低到0.18,渗氮时间为8 h时,可获得完整、致密的渗层氮化物组织和890 HV的表面硬度,并且随着渗氮时间的延长,渗氮层厚度逐渐增加。     

稀土催渗对耐蚀氮化的影响

针对Q235钢采用常规气体氮化,其耐腐蚀性能日渐不能适应工程应用要求的问题,探索了添加稀土催渗剂对Q235钢进行稀土催渗氮化的方法.详细研究了渗氮工艺对氮化层厚度的影响.测量了渗氮试样表层硬度沿渗层深度的分布及耐蚀性能与渗氮工艺的定量关系.所有实验与观察均为稀土与常规2种渗氮试样在相同条件下平行操作并做对比分析.采用X光荧光谱仪测量了渗层稀土元素的分布.用X射线衍射仪测量了渗层的相组成.用金相显微镜观察了2种渗氮试样的显微组织.研究结果得出,稀土催渗氮化比常规氮化显著增加了氮化层的厚度,其显微硬度与耐腐蚀性能大幅提高.600℃下渗氮2 h为最适宜的稀土氮化条件.     

低/高温对暖通用SUS301L不锈钢离子渗氮层结构与耐磨性能的影响

为了提高暖通用SUS301L不锈钢表面的综合性能,在低温(500℃)和高温(900℃)2种温度下对其表面实施渗氮形成离子渗氮层,通过试验测试的方式分析了离子渗氮层的微观组织与耐磨特性.结果 表明:500℃渗氮处理后基体表面形成了约7 μm的离子渗氮层和平直分布的白亮组织,组织中只溶入了很低比例的氮;900℃进行渗氮处理后基体表面形成了23μm厚的离子渗氮层,该离子渗氮层的XRD谱中形成了CrN与N的衍射峰.经过500℃与900℃渗氮后试样都发生了硬度的大幅提升,硬度最大的是900℃下制得的离子渗氮层.500℃下制得的离子渗氮层的硬度随着载荷的提高而不断减小.相对于SUS301L不锈钢基体,离子渗氮层的摩擦系数更加稳定,表明离子渗氮层具有更优的摩擦磨损特性.离子渗氮层的磨痕深度与宽度相比基体均明显降低,900℃渗氮后的试样获得了比500℃渗氮后的试样更高的磨损量.     

离子后氧化对42CrMo钢渗氮组织与耐蚀性的影响及机理分析

采用普通空气对42CrMo钢离子渗氮样进行了离子后氧化处理。采用金相、扫描电镜、X射线衍射仪、电化学性能分析测试仪对复合渗层的显微组织、渗层厚度、物相、耐蚀性及电化学试验后试样表面进行了测试和分析。研究结果表明,对42CrMo钢离子渗氮样进行空气后氧化处理可在氮化层表面形成一层1~2μm厚、由Fe3O4和Fe2O3组成的氧化层,且两种氧化物比值由后氧化工艺参数决定,400℃、60min后氧化时生成的氧化层Fe3O4含量最大,电化学实验后的试样表面没有出现点蚀现象,由此获得最佳耐蚀性。高含量Fe3O4基于该条件下生成Fe3O4的化学反应的吉布斯自由能较小。结果还发现随后氧化时间延长或温度升高,离子氮化层厚度逐渐减薄。     

空气/乙炔混合气体离子氮化工艺研究

研究了一种利用空气/乙炔混合气体进行离子氮化的新工艺,并分析了渗层的硬度、组织及物相.结果表明,通过加入乙炔气体,可以实现用空气直接进行离子氮化处理,通过调整乙炔流量和渗氮温度,能实现离子多元共渗,并能获得一定的渗氮层深度和硬度.     

低温离子渗氮提高2Cr13不锈钢的冲蚀磨损与冲刷腐蚀抗力

采用喷射式固体粒子冲蚀磨损实验机和浆体冲刷腐蚀装置对比研究了350℃低温离子渗氮和550℃常规高温离子渗氮对2Cr13不锈钢冲蚀磨损和冲刷腐蚀行为的影响规律,通过组织结构分析、硬度测试和电化学交流阻抗分析探讨了低温渗氮改善2Cr13不锈钢抗冲蚀磨损和抗冲刷腐蚀性能的机制。结果表明：低温和常规高温离子渗氮均可提高2Cr13不锈钢在小角度固体颗粒干冲蚀条件下的冲蚀磨损抗力,但是,350℃低温渗氮处理表现出比550℃高温离子渗氮层更好的抗冲蚀磨损性能。在含10%石英砂的中性和酸性5%NaCl水溶液中,350℃低温渗氮处理使2Cr13不锈钢冲刷腐蚀速率分别降低96.7%和87.4%;然而,550℃常规离子渗氮却导致2Cr13不锈钢冲刷腐蚀速率分别提高4.13倍和0.49倍。350℃渗氮层由-εFe3N和N过饱和固溶体αN相组成,其化学稳定性好,硬度高,因而表现出良好的耐腐蚀、抗冲刷磨损与抗冲刷腐蚀性能。550℃渗氮处理时,αN相分解成了α相和CrN化合物,造成基材贫Cr,耐腐蚀性能下降,同时表面硬度低于350℃低温渗氮层,其抗冲蚀磨损性能不及350℃低温渗氮处理,冲刷腐蚀抗力则低于2Cr13不锈钢基材。     

模具表面离子氮化工艺研究

研究了一种利用空气／甲烷混合气体对模具表面进行离子氮化的新工艺,分析了渗层的硬度、组织及物相。结果表明,通过加入甲烷气体,可以实现用空气直接进行离子氮化处理,通过调整甲烷流量,可以获得不同的渗氮硬度和物相。     

等离子体增强电弧离子镀1Cr17Ni2不锈钢表面氮化/DLC涂层复合改性研究

在等离子体增强电弧离子镀设备中,用热丝增强放电的辉光等离子体对1Cr17Ni2马氏体不锈钢进行表面氮化处理。对氮化层的表面形貌、成分、相结构及性能进行了测试及分析。结果表明,氮化处理后不锈钢的表面硬度从3.67 GPa最高提升到9.25 GPa,并且在50μm深的范围内保持7.32 GPa以上的硬度,改性层内有CrN和Fe_2N新相生成是硬化的主要原因,不过与基体相比,摩擦系数仅从1.1略微降低到0.9。在氮化预处理的基础上,再一体化用碳靶阴极弧等离子体对1Cr17Ni2钢进行氮化/DLC涂层复合改性处理,对表面DLC涂层改性层的品质及性能进行了测试与分析。结果表明,复合改性处理后,因表面得到1.5μm厚的高品质的DLC涂层,及氮化预处理使得表面硬度有梯度提升,使1Cr17Ni2钢的整体表面硬度进一步提高到17.06 GPa,且摩擦系数显著降低到0.08。     

42CrMo钢空气离子氮氧共渗研究

采用不同空气流量对42Cr Mo钢进行离子氮氧共渗,并和常规离子渗氮进行对比。利用金相、显微硬度计、X射线衍射仪、电化学性能分析测试仪对复合渗层的显微组织、厚度、物相、表面硬度及耐蚀性进行了测试和分析。研究结果表明,普通空气可用作42Cr Mo钢离子氮氧共渗处理的氧气源;同样温度和时间条件下,离子氮氧共渗比常规离子渗氮的渗层厚,表面显微硬度提高,硬度梯度更加平缓。同时,渗层中物相含微量Fe3O4,起到提高耐蚀性的效果。同时,研究发现,空气流量0.3 L/min为最佳工艺参数。     

氮氢比对UNIMAX钢离子渗氮组织及性能的影响

目的 针对目前我国航空航天、汽车等领域高端制件精密锻造用模具钢离子渗氮表面改进过程的技术瓶颈,通过开展不同氮氢比条件下的工艺试验,揭示离子渗氮过程中不同的氮氢比对UNIMAX钢离子渗氮组织及性能的影响规律。方法 在真空离子氮化炉中,对UNIMAX钢进行温度为500 ℃、压力为250 Pa、不同氮氢比气氛条件下的离子渗氮试验。并采用显微硬度计、显微维氏硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、X射线应力分析仪对上述不同离子渗氮处理后的渗氮层表面硬度、渗层深度、渗层组织、渗层物相组成、表面残余应力、表面脆性进行表征与分析。结果 随着渗氮气氛中N2浓度的降低,渗层深度逐渐减小,扩散层中氮化物组织均匀性逐渐增大,渗层组织中脆性相ε?Fe2,3N相对含量下降,韧性相γ’?Fe4N相对含量提高。表面硬度明显提高,当V(N2)∶V(H2)=1∶1时,最大值可达1 153HV0.2。结论 当V(N2)∶V(H2)=1∶3时,渗层表面硬度与韧性展现出较好的匹配度,在该工艺下可以获得最佳的渗层组织。     

TA2钛合金真空脉冲气体氮化层的性能

为了进一步提高钛合金表面改性层的质量,采用真空脉冲气体氮化法在不同温度下对工业纯钛TA2进行氮化处理。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、硬度仪、摩擦磨损试验及极化曲线分析了氮化层的组织结构、耐磨性能、耐腐蚀性能和表面硬度梯度等,研究了氮化温度对氮化层性能的影响。结果表明:TA2钛合金经过不同温度氮化处理后,其表面主要形成Ti N_(0.3)相;氮化层厚度和表面硬度都随温度的升高而增加,当温度升高到900℃时,氮化层厚度达60μm,表面硬度达750 HV,耐磨性及耐蚀性较基材大幅提高,磨损速率由基材的0.277 8 mg/(h·cm~2)减小至0.000 4 mg/(h·cm~2),腐蚀速率降低了2个数量级;800~900℃温度范围内,氮化温度对氮化层的耐腐蚀性能影响不大,但是温度的升高使得表面组织变得粗大,同时脆性有所增加。     

弹簧用51CrV4钢渗氮层微观组织与摩擦性能分析

为提高弹簧用51CrV4钢表面的耐磨性能,对其进行不同时间和温度下的渗氮处理,实验测试其微观组织,硬度以及摩擦性能。研究结果表明:渗氮层形成了未被腐蚀的明亮化合物层,扩散层由于受到浸蚀作用而转变为黑色。基底只有一种α-Fe组织。渗氮处理后形成了γ-Fe4N相、CrN相等多个物相组织。随着渗氮时间的增加和渗氮温度的增加,渗氮层厚度表现出单调增加的变化规律。渗氮后试样硬度达到950 HV以上,相对于原始试样硬度发生了明显上升。经过450℃与20 h处理后获得最小磨损率和摩擦系数,此时试样形成了较为光滑的磨痕形貌,磨损程度很小,当硬度提高后可以获得更高的耐磨能力。当温度继续上升以及时间延长后,渗氮物发生了粗化的现象,引起表面硬度减小,最终降低了耐磨性。     

弹簧用51CrV4钢渗氮层微观组织与摩擦性能分析北大核心CSCD

为提高弹簧用51CrV4钢表面的耐磨性能,对其进行不同时间和温度下的渗氮处理,实验测试其微观组织,硬度以及摩擦性能。研究结果表明:渗氮层形成了未被腐蚀的明亮化合物层,扩散层由于受到浸蚀作用而转变为黑色。基底只有一种α-Fe组织。渗氮处理后形成了γ-Fe4N相、CrN相等多个物相组织。随着渗氮时间的增加和渗氮温度的增加,渗氮层厚度表现出单调增加的变化规律。渗氮后试样硬度达到950 HV以上,相对于原始试样硬度发生了明显上升。经过450℃与20 h处理后获得最小磨损率和摩擦系数,此时试样形成了较为光滑的磨痕形貌,磨损程度很小,当硬度提高后可以获得更高的耐磨能力。当温度继续上升以及时间延长后,渗氮物发生了粗化的现象,引起表面硬度减小,最终降低了耐磨性。     

回火温度对1Cr11Ni2W2MoV钢冲击性能的影响

在某厂日常检测中,有多炉批次1Cr11Ni2W2MoV钢棒材出现冲击韧度不合格的现象。为了找到不合格的原因,从化学成分、热处理制度方面来展开分析,并进行了比对试验。结果表明:热处理回火温度是影响1Cr11Ni2W2MoV钢冲击韧度的主要因素;回火温度选择在540~590℃的1Cr11Ni2W2MoV钢试样冲击韧度全部合格,回火温度选择在660~710℃的试样冲击韧度部分不合格。选择回火温度为540~590℃,可提高材料的合格率,确保生产进度。     

TC4表面激光渗氮研究

以TC4合金为基材,利用连续激光器对表面激光渗氮,生成了金黄色的氮化层。用SEM,EDS,XRD对试样渗氮层的微观组织结构、元素分布以及物质组成进行了分析,结果表明生成了氮化钛的缺位式固溶体。表层由氮化层、热影响区及母材组成。渗氮层与基材之间处于完全冶金结合状态,结合力大,不易剥落。利用显微硬度仪对渗氮层进行硬度分析,表层硬度提高了4倍以上,显微硬度≥1000HV0.3的厚度超过100μm。     

T10钢低温双辉等离子表面渗镀铬硬化的研究

采用双辉等离子渗铬技术,首先在560℃对T10钢进行不同时间的渗铬,再对已渗铬试样进行4h离子氮化,研究了该工艺对渗镀铬层硬化效果的影响.结果表明:双辉渗铬后的渗层由厚3～5μm的沉积层+扩散层组成,沉积层组织致密并与基体结合良好,基体组织和晶粒度与渗铬前基本一致;沉积层铬浓度达45%(质量分数)以上,内有20～25μm的扩散层,铬浓度向内呈梯度分布;表面物相均由Fe,Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6等组成;渗层表面显微硬度达650~850HV,向内逐步降低,呈梯度分布.沉积层厚度、渗层深度、渗层的铬浓度及显微硬度等均随渗铬时间的增加而增加.渗层经离子氮化后的组织与氮化前的组织无明显变化,但表面物相为Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6,CrN,Fe4N,表面显微硬度提高到1000~1350HV,较未氮化前提高约60%以上.