1Cr13不锈钢硼-碳复合渗工艺及其性能

对1Cr13马氏体不锈钢进行950 ℃预渗碳6 h复合不同渗硼工艺处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及配套能谱分析仪(EDS)、显微维氏硬度计、XRD、电化学工作站等研究了复合渗工艺以及最终热处理对硼碳复合渗层组织和性能的影响。结果表明,1Cr13钢最佳硼碳复合渗工艺为950 ℃固体渗碳6 h复合950 ℃固体粉末渗硼6 h,在此工艺下,渗硼层硬度高达1436 HV0.1,交界层硬度为924 HV0.1,预渗碳层硬度为630~910 HV0.1,基体心部硬度为560～590.7 HV0.1,复合渗层硬度梯度整体较为平缓。EDS检测得出交界层Cr元素含量最高,其质量分数为13.49%。XRD物相检测得出渗硼层中主要是硬度高且脆性较小的Fe₂B相,存在少量FeB和CrB相。复合渗试样与原样的腐蚀电极电位相比提升了0.104 V,硼碳复合渗工艺提高了1Cr13不锈钢的耐腐蚀性能。     

Ti-6Al-4V钛合金固体渗硼法表面改性

对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)进行表面渗硼使其表面硬度显著提高.渗硼温度为1000℃到1050℃,渗硼时间为5 h到20h.文内测量和比较了渗硼后钛合金表面的微结构、形貌、相组成等性质,研究了渗硼过程中Ti,Al,V,B等元素的扩散行为.在低温短时间渗硼时,渗硼层厚度仅0.8μm,而在高温长时间渗硼时,渗硼层厚度可达15 μm.实验证明,渗硼层由TiB和TiB2两相组成,并且它们的含量随渗硼温度提高而增加.渗硼层表面主要含TiB2,其显微硬度可达2200 HV0.01,渗硼层内表层主要含TiB,其显微硬度为1100 HV0.01.渗硼层的硬度远高于TC4钛合金的硬度.     

低温渗硼催化工艺的研究

W18Cr4V和4Cr5MoSiV高合金钢,通过预先氮碳共渗,可以实现在570～580℃下的低温渗硼。渗硼后这两种钢表面的显微硬度都得到大幅度提高,尤其是W18Cr4V高速钢的渗硼层显微硬度,可高达1700HV0．1以上。     

包渗温度对W6Mo5Cr4V2钢渗硼层组织和性能的影响

采用浆料包渗法,以B4C为供硼剂,NH4Cl+KBF4为复合活化剂,SiC为填充剂,蛋白质(鸡蛋清)为粘结剂,在W6Mo5Cr4V2高速钢表面制备渗硼层。研究了渗硼温度对渗硼层组织和性能的影响。结果表明:包渗温度650℃时,渗硼层组织以Fe2B相为主,在750℃、850℃时,形成了V2B3相,在950℃时渗硼层组织中出现了Fe2Si0.4B0.6相;渗硼层的显微硬度随温度的升高先增后降低,其最小显微硬度值为810 HV,为基体的(235 HV)3.5倍;渗硼层最小摩擦系数为0.12,为基体的1/3。磨损机制在750℃时发生转变,由粘着磨损为主转变为磨料磨损为主。     

Q235钢电镀镍渗硼层组织及抗高温氧化性能北大核心CSCD

对Q235钢电镀镍层进行渗硼处理,研究其渗层组织特性及抗高温氧化性能。用扫描电子显微镜（SEM）对镀镍渗硼层横断面进行了显微组织观察,用X射线能谱仪（EDS）分析了渗层不同部位的元素分布。结果表明,渗硼层为Fe2B,Ni4B3和Ni31Si12相,渗层厚度为33~254μm,并随着渗硼温度和渗硼时间的增加而增加。用显微硬度计测试渗层的硬度分布,复合层（硼化物和硅化物层）的硬度值约为1753 HV,硼化物层的硬度值为1645~2003 HV,基体硬度为173 HV。镀镍层与镀镍渗硼层经700℃氧化40 h的高温氧化动力学曲线显示镀镍渗硼层的抗高温氧化性能优于镀镍层,Ni3Si,B2O3和Si O2产物起到提高其抗高温氧化性能的作用。     

渗硼对60NiTi合金表面组织与性能的影响

60NiTi合金具有高硬度、低弹性模量、耐腐蚀等优点，被认为是极具应用潜力的新型航空航天轴承材料。为了进一步提升60NiTi合金的耐磨特性，本文利用固相渗硼技术对其进行了表面改性处理，研究了改性层的显微结构特征及其相结构的热力学形成机理，分析了表面改性对合金力学与摩擦学性能的影响规律。结果表明，60NiTi经1000℃-5h渗硼处理后形成了TiB₂/NiTi₂+TiB₂/Ni₃Ti的梯度涂层结构，整体厚度约20μm。渗硼后样品的表面硬度从420HV0.2提升至2600HV0.2,20N外加载荷作用下的平均摩擦系数和磨损率分别降低了约39%和92%。由于摩擦热的作用，渗硼样品表面会生成具有润滑作用的氧化硼相，因此呈现出良好的减摩耐磨特性。     

渗硼处理对Cr12冷轧辊表面组织及性能的影响

以Cr12冷作模具钢轧辊为研究对象,通过固体渗硼方法在其表面进行渗硼研究。使用单一变量法研究了渗硼剂类型、渗硼处理温度和处理时间对渗层厚度及性能的影响。同时借助蔡司金相显微镜对渗层组织进行分析,利用环-块摩擦试验机对渗硼前后的试样进行磨损实验。实验结果表明:使用硼铁型渗硼剂得到的渗层较厚,渗层较为平整。在渗硼实验过程中,最佳热处理参数为:渗硼温度950℃,保温时间5 h。在本次实验所选取的热处理参数范围内,渗硼层厚度随温度的升高和保温时间的延长而增加。试样经过渗硼处理后,表面形成的渗硼层增加了表面硬度,提高了表面耐磨性。     

WC-6%Co硬质合金渗硼技术研究

采用粉末冶金工艺制备WC-6%Co硬质合金,在一定温度下进行表面渗硼,渗硼介质为含有BN、B_4C、Al_2O_3等按一定比例配比的混合粉末,得到一定厚度的渗硼层。研究渗硼后合金组织与主要物理力学性能的变化,探讨了渗硼时间对渗硼厚度和硬度的影响,结果表明:渗硼后合金表层出现含硼组织,中心部位晶粒略有长大。渗硼后合金密度基本不变,钴磁和矫顽磁力降低,合金表面硬度明显提高,未渗硼部位的抗弯强度与原基体的基本相同。渗硼时间在30~60 min期间,随着渗硼时间延长,硬质合金的渗硼越深,表层硬度快速增加,中心硬度比较稳定;渗硼时间超过60 min后,随着时间延长,渗硼厚度增加不明显,表层硬度变化不大,中心硬度略有下降。     

氮硼复合渗渗层的形成过程分析

对比研究了单渗硼和氮硼复合渗对渗层的组织结构及硬度的影响，测定了两种层生长的动力学曲线，预先渗氮后，由于氮原子优先占据了表层晶界，缺陷等形核的有利位置，使随后渗硼时硼化物的形核机率减少，氮原子的存在还阻碍了硼原子扩散，故在相同保温时间内，复合渗比单一渗渗层较薄，但两种渗层形成的动力学曲线形状相似，都存在两个阶段。第一阶段渗层厚度（ｘ）与保温时间（ｔ）的关系符合抛物线规律：ｘ＝ｋ√ｔ。第二阶段此...     

CrWMn钢制滚丝模热处理工艺改进

CrWMn钢制滚丝模采用碳氮共渗再进行螺纹渗硼的复合渗强化工艺后,滚丝模表面共渗层深度达0.3mm,共渗层表面硬度高于碳氮共渗强化表面硬度,取代了氰化盐浴渗碳工艺,保护了环境。新工艺已应用于工业生产,滚丝模平均使用寿命达到了120万件,取得了较好的经济效益和社会效益。     

AISI 410钢膏剂渗硼工艺渗层的组织与性能

通过膏剂渗硼工艺对AISI 410钢进行表面强化,分析了渗硼层的组织形貌,并测试了其硬度、耐磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明,渗硼层主要由FeB、Fe₂B相组成,渗硼层/母材的结合界面较平坦;渗硼层外渗区硬度达1400 HV0.5以上,内渗区硬度达1100 HV0.5以上;渗硼处理后试样表面摩擦因数和截面磨痕面积显著减小,耐磨损性能得到改善;在电化学腐蚀试验中,渗硼试样自腐蚀电位大于母材试样、自腐蚀电流密度小于母材试样,说明渗硼处理降低了AISI 410钢表面的腐蚀倾向,其表面耐蚀性得到提高。     

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.     

氧化镧对TC4钛合金固体渗硼的影响

对固体渗硼剂(碳化硼+碳化硅)中添加氧化镧对钛合金渗硼层的表面形貌与相组成、渗层厚度、渗层硬度、渗层与基体的界面结合力以及渗层摩擦磨损性能的影响进行了研究。结果表明,固体渗硼剂中添加氧化镧(4.0%,质量分数)细化了渗层表面形貌组织;显著提高了渗层的厚度与表面硬度(增幅分别为50.7%和34.8%);提高了渗层与基体的界面结合力(增幅为37.25%);大幅提高了渗层在摩擦磨损过程中抗剥落性能以及渗层自身的抗裂性能。自身抗裂性能的提高与渗层中含有Ti金属物相从而提高渗层的韧性有关。添加氧化镧渗层与未添加氧化镧渗层相比,具有低的摩擦系数(0.12)且摩擦磨损表面无对摩件中Fe元素。     

AISI316 不锈钢表面等离子渗硼及摩擦磨损性能的研究

目的改善AISI316不锈钢的摩擦磨损性能。方法采用双辉等离子合金化技术,以块状Fe B化合物作为源极材料,在AISI316不锈钢表面制备含硼改性层,对渗层组织、成分、相结构和显微硬度进行分析,并研究改性层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果经渗硼处理后,AISI316不锈钢表面形成了一层连续、致密、均匀的改性层,主要由Mo2B和Fe B相组成。改性层具有较高的硬度(964HV0.1),较基体硬度提高了约3倍,且耐磨性较基体有明显提高。结论通过在AISI316不锈钢表面制备渗硼改性层,可明显提高基体材料的硬度和摩擦磨损性能。     

渗硼层激光共晶化机理及其耐磨性探讨

采用固体渗硼＋激光表面处理的复合热处理工艺，使表层得到共晶型硼化物以期降低渗硼层脆性，提高其耐磨性。借助扫描电镜和光镜对试样表层、显微组织进行观察，探讨了硼共晶产生的机理以及渗硼层在激光作用下的行为，并进行了磨粒磨损试验。试验结果表明，经激光处理后渗硼层表层获得了共晶化组织，使之得到适当的硬度和韧性配合，耐磨性提高了92％。     

Diffusion Boronizing of H11 Hot Work Tool Steel

The H11 hot work tool steel was boronized at various processing parameters, austenitized, quenched, and tempered to a core hardness of 47-48 HRC. Microstructure, phase constitution, and microhardness of boronized layers were investigated. Effect of boronized region on the bulk properties was determined by the Charpy impact test. Structure of boronized regions is formed by the compound layers and diffusion inter-layer. The compound layers consisted of only (Fe,Cr)₂B phase, but in the case of longer processing time, they contained also of the (Fe,Cr)B-phase. The inter-layer contained enhanced portion of carbides, formed due to carbon diffusion from the boride compounds toward the substrate. Microhardness of boronized layers exceeded considerably 2000 HV 0.1. However, boronizing led to a substantial lowering of the Charpy impact toughness of the material.     

渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响

采用粉末冶金法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,并对其进行了固体渗硼。研究了渗硼后金属陶瓷的显微组织和力学性能以及渗硼对抗热震性能的影响。结果表明,Ti(C,N)基金属陶瓷的渗硼层由硼化物层、扩散层和基体区组成;渗硼使金属陶瓷的表面硬度提高,抗弯强度降低,使导致金属陶瓷热震残留强度急剧下降的临界热震温差降低约100℃;渗硼使Ti(C,N)基金属陶瓷热震后的残留强度降低,主要是分布不均和形状不规则的孔洞所致;当热震温差较小时,渗硼使金属陶瓷表面萌生热震裂纹的孕育期延长,从而推迟了主裂纹的形成;而热震温差较大时,经渗硼的金属陶瓷热震裂纹扩展较快,易形成龟裂。     

渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷,并用固体粉末法对其进行了渗硼处理。研究了渗硼处理对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织以及抗弯强度和硬度的影响。结果表明:渗硼处理使Ti(C,N)基金属陶瓷中生成了CoB、TiB2、MoB2和石墨相。金属陶瓷的渗硼层由硼化物层、扩散层和基体区组成,厚度为100～140μm。硼化物层主要由CoB组成,扩散层含有较多孔隙,基体区存在富硼的渗硼影响区,影响区具有与Ti(C,N)基金属陶瓷近似的微观组织,但金属相含量较少。渗硼处理使Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度降低,主要是由材料中产生的热应力、组织应力以及组织变化引起的。Ti(C,N)基金属陶瓷的表面硬度提高48.7%。在由渗硼层表面向内部100～140μm范围内,硬度呈下降趋势。     

硬质合金渗硼层组织及厚度的研究

本文以WC-Co硬质合金为渗硼研究对象,研究开发出一种感应加热密闭容器气-固渗硼工艺方法 ,借助于金相显微镜对渗硼层厚度实现了直接观察,应用SEM、EDS能谱、XRD、场发射电镜等对合金的组织进行了分析。实验结果表明:渗硼层厚度可达0.1～0.5 mm,渗硼层Co粘结相中弥散分布羽毛状W-C-Co-B析出相;感应加热、密闭容器中气相的作用和渗硼剂中的稀土促进了渗硼过程的进行;硬质合金Co含量、渗硼温度、渗硼时间增加有利于渗硼层厚度增加;应用数据拟合得到了YG11合金渗硼层厚度与渗硼温度、渗硼时间关系表达式。