40Cr钢多元共渗的摩擦性能研究

为提高40Cr钢的硬度和耐磨性,利用低温气体多元共渗技术对碳、氮、氧元素同时渗入40Cr钢表面形成改性层进行了研究.结果表明:经多元共渗后表面改性层由疏松层、白亮层和过渡层组成;白亮层的硬度最高达900HV,表面耐磨性能也显著提高.该工艺共渗时间短、温度低,当加热温度一定时,渗层厚度随保温时间的延长而增大.     

用空气和汽油进行离子氮碳氧多元共渗

研究了40Cr钢空气/汽油离子氮碳氧多元共渗工艺,利用光学显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪和扫描电镜分析了渗层组织、表面硬度、相组成和截面形貌,讨论了空气和汽油的比率对渗层组织、相组成及显微硬度分布的影响.试验结果表明,40Cr钢空气/汽油离子氮碳氧多元共渗是可行的;离子氮碳氧多元共渗的渗层硬度和厚度随着汽油/空气比例的增加而增加,试样表面的相组成随着气氛的变化而变化,并且氧能促进共渗.     

激光淬火预处理对40Cr钢离子碳氮氧硫共渗层组织与性能的影响

通过观察金相组织、测量表面硬度和渗层深度、检测耐蚀性等方法,研究了激光淬火预处理对40Cr钢离子碳氮氧硫共渗层组织和性能的影响。结果表明,激光淬火预处理缩短了离子碳氮氧硫共渗的时间,降低了共渗的温度。激光淬火预处理可提高共渗工件表面硬度及渗层深度,经激光淬火/离子多元共渗处理后,40Cr钢表面的ε-Fe2-3N相和FeS含量增多,Fe3C含量减少,可明显地改善其耐蚀性。     

多元共渗对W9Mo3Cr4V高速钢耐磨性及耐蚀性的影响

采用滴注式气体多元共渗技术将碳、氮、氧、硫、硼元素同时渗入W9Mo3Cr4V钢表面形成改性层,并对其组织和性能进行了研究。结果表明:经多元共渗后,高速钢表层由氧化疏松层和多元共渗层构成;改性层硬度最高达到1200 HV0.1以上,干磨损条件下耐磨性较未共渗试样有较大提高,耐蚀性也明显优于未共渗试样。将此工艺应用到刀具的强化中能够有效地提高刀具的耐用性。     

中温C、N共渗与电子束复合处理对40Cr磨损性能的影响

调质40Cr的摩擦磨损性能不满足实际需求。采用中温C、N共渗与电子束复合工艺对40Cr材料进行表面改性处理,并对处理后试样的截面形貌及组织、截面硬度和摩擦磨损性能进行分析。结果表明,调质40Cr材料经中温C、N共渗处理后,获得铁素体+层片状珠光体组织结构。淬火作用使组织发生马氏体相变从而提高材料的截面硬度,电子束处理对试样硬度具有一定的影响,并可影响C、N共渗后材料的摩擦磨损性。     

高速钢多元共渗强化层的性能研究

对W9M03Cr4V钢进行多元共渗化学热处理,采用显微硬度计和光学显微镜测量强化层的硬度和厚度,采用扫描电子显微镜观察强化层的表面彤貌,采用X射线衍射仪分析强化层的相结构,采用高温摩擦磨损试验仪对强化层的磨损性能进行研究.结果表明,经多元共渗处理后,W9M03Cr4V钢的表面强化层厚约100 μm,显微硬度大于1175HV.强化层主要以氧化物、硫化物和氮化物、硼化物为主,由表面氧化疏松层、次表面致密化合物层和扩散过渡层组成.相对于原始材料,强化层硬度显著提高,从而提高了材料干摩擦条件下的耐磨性.     

离心泵叶轮用材料多元共渗研究

采用低温气体多元共渗处理工艺,对经处理的球墨铸铁和灰口铸铁的显微硬度进行研究。结果表明, 经多元共渗处理后,在球墨铸铁表面形成含有碳化物和氮化物的钝化层、共渗层和过渡层,其表面硬度可达807 HV,渗层厚度40um。较之含镍17％的灰口铸铁,可显著降低成本。     

钻机导轨40Cr钢喷丸强化与离子多元循环共渗复合工艺

以钻机导轨常用材料40Cr合金钢为研究对象,分析了喷丸强化+离子多元循环共渗复合工艺的作用机理。结果表明,复合工艺处理后的试样表面硬度为912 HV0.2,渗层深度为315 μm,优于单一离子多元共渗工艺。喷丸强化通过增加扩散通道,降低扩散能量的方式增大扩散系数;循环多元共渗使试样表面与扩散层的浓度梯度呈周期性变化,为相界面反应和内扩散提供驱动力。结果表明,喷丸强化+离子多元循环共渗工艺具有协同增强作用,能有效提升钻机导轨的表面性能。     

离心泵叶轮用材料多元共渗研究

采用低温气体多元共渗处理工艺，对经处理的球墨铸铁和灰口铸铁的显微硬度进行研究。结果表明，经多元共渗处理后，在球墨铸铁表面形成含有碳化物和氮化物的钝化层、共渗层和过渡层。其表面硬度可达807HV，渗层厚度40um。较之含镍17％的灰口铸铁，可显著降低成本。     

乙醇在空气／乙醇离子氮碳氧多元共渗中的作用

研究了40Cr钢在空气/乙醇离子氮碳氧多元共渗过程中乙醇对化合物层厚度的影响.利用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对化合物层的微观组织结构和显微硬度进行了分析.试验结果表明:在空气/乙醇离子氮碳氧多元共渗中,随着乙醇流量的增加,化合层厚度先增加再减少,最表面硬度先增加再减少,过量的碳抑制ε相的生成.     

Ti6Al4V合金渗镀Cr-Mo表面改性层组织结构及其耐磨特性研究

采用双层辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面进行多元合金化,形成均匀致密的Cr-Mo合金渗层.通过GDOES、XRD等手段标定表层成分和相结构,借助显微硬度计和球盘磨损仪测试合金渗层的性能.结果表明:合金渗层中合金化元素Cr与Mo呈梯度分布,主要由化合物Cr_(1.93)Ti_(1.07)、Cr_2Ti、Cr_2Ti_4O_(11)等相构成;改性的Ti6Al4V合金表面硬度有较大程度的提高,抗磨损性能明显改善.     

中碳结构纲P-C法表面改性层耐热性的研究

为了提高中碳结构钢在各种腐蚀性介质中的耐蚀性 ,应用 P- C(Pack- Cementation)法进行复合表面涂覆 ,获得了 Cr- Al- Si复合表面改性层。研究了涂覆温度及时间对涂层表面成分的影响 ,用电子探针及能谱测定了涂层的表面成分及 Cr- Al- Si在涂层中的浓度分布 ,用 X射线测定了涂层中的相结构 ,确定了最佳的涂覆工艺参数。将涂覆后的中碳结构钢试样在空气介质中进行高温氧化试验 ,结果表明 ,P- C法涂覆形成的 Cr- Al- Si复合表面改性层在空气介质中具有优良的抗高温氧化性能。     

铝硅合金表面激光Cr／WC梯度层组织及抗微动磨损性能研究

利用5kWCO2激光器对铸造铝硅合金表面进行两次激光辐照,先后将不同成分的预置合金粉末和基体材料一起熔化后迅速凝固,在其表面获得Cr/WC激光表面梯度层,并对它们的显微组织进行分析,发现在表面梯度层中存在大量的Al/Cr化合物Al9Cr4。在激光表面梯度层中自表及里显微硬度基本呈连续变化趋势,而单次激光表面合金化层与基体之间的显微硬度值有一突变,在基体和激光表面改性层的微动磨损试验中发现,激光改性后的表面抗微动磨损的能力增强,磨损机制不同于铝硅合金基体,而表现出较好的抗粘着损伤性能。     

40Cr钢氮气/甲烷离子氮碳共渗后的组织和耐磨性

用金相显微镜和X射线衍射仪研究了40Cr钢经氮气／甲烷离子氮碳共渗后的显微组织和微观结构。在HQ-1型摩擦磨损试验机上进行了耐磨性试验，并与普通氨气离子渗氮结果进行比较。结果表明：40Cr钢经氮气／甲烷离子氮碳共渗处理后，表层获得了由Fe3C和Fe3N组成的化合物层，摩擦系数降低，失重减少，明显提高了40Cr钢的耐磨性能,磨损痕迹只有轻微擦伤。     

中碳结构钢P-C法表面改性层耐蚀性的研究

应用 P- C法 ( Pack- Cementation)对中碳结构钢进行表面涂覆 ,获得了 Cr- Si- Al复合表面改性层。用电子探针及能谱测定了涂层的表面成分及 Cr、Si、Al在涂层中的分布 ,用 X射线测定了涂层中的相结构。将涂覆后的试样在酸、碱、盐溶液中进行腐蚀试验 ,结果表明 ,中碳结构钢经 P- C法涂覆后 ,表面具有优良的抗多种介质腐蚀的能力     

激光功率密度对熔覆层磨损性能的影响

采用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了Co基熔覆层。利用体式显微镜和显微硬度计,对熔覆层分别进行了宏观形貌观察和显微硬度测试。根据熔覆后零件的实际工作状况,有针对性地采取了滑动+滚动的摩擦方式对熔覆件进行干摩擦试验。结果表明,随着激光功率的增加,熔覆层参数(熔高、熔深、熔宽)逐渐增加;显微硬度则出现先升高而后降低的趋势;其磨损机理依次呈现氧化磨损-磨粒磨损-粘着磨损-疲劳磨损。研究发现提高零件硬度不等于提高了耐磨性。     

38CrMoAlA、40Cr钢经不同渗氮工艺处理后的性能研究

研究了38CrMoAlA和40Cr钢经气体渗氮、气体氮碳共渗、离子渗氮处理后渗氮层的组织、硬度、摩擦磨损和腐蚀性能。试验结果表明，38CrMoAlA钢渗氮层的硬度及在3．5％NaCl溶液中的耐蚀性能高于40Cr钢，但抗摩擦磨损性能不如40Cr钢。依气体渗氮、气体氮碳共渗到离子渗氮的顺序，渗氮层的抗磨损性能逐次提高，但抗腐蚀能力逐次降低。从钢的化学成分、渗氮层的硬度和韧性出发，对38CrMoAlA和40Cr钢渗氮层的性能差异进行了分析与总结。     

Laser surface alloying of ferritic Fe-40Cr alloy with ruthenium

An investigation is made of the laser surface alloying of an experimental ferritic Fe-40Cr alloy with a rutherium powder coating using a continuous wave CO₂ laser. Themicrostructure and corrosion behaviour of the laser surface alloying layer and the Fe-40Cr bulk allyo were examined by means of scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy, microhardness, potentiodynamic and corrosion potential measurements. The results of the microstructural examination showed that fine cellular dendrites with a ruthenium content as high as 51.84wt.% were produced by laser surface alloying. The extended solubility of ruthenium in the cellular dendrites resulted in a dramatic increase of the hardness in the laser alloying layer. Potentiodynamic and open circuit corrosion potential measurements indicated that the ruthenium-containing surface layer spontaneously passivated in hydrochloric and sulphuric acid solutions, whereas the bulk Fe—40Cr alloy remained in the active state when exposed in these reducing acid solutions.     

40Cr钢液相等离子体电解氮碳共渗层的组织与性能

在NaCl溶液和甲酰胺组成的电解液中,应用液相等离子体电解氮碳共渗技术对调质态40Cr钢进行处理,表面得到氮碳共渗层,研究了其组织与性能。结果表明,经液相等离子体电解氮碳共渗处理后,试样表面为多孔形貌,处理10 min后渗层厚度可达38μm,渗层由两层白亮层和过渡层组成。XRD分析表明外白亮层由ε-Fe2-3N、Fe5C2、Fe3C和α-Fe(N)马氏体组成,SAED分析证明内白亮层为α-Fe(N)马氏体。渗层的显微硬度最高可达650 HV0.05,经氮碳共渗处理后试样的腐蚀速率远小于40Cr钢基体的腐蚀速率。     

40 Cr 钢表面高能喷丸纳米化及其耐磨性能

为了研究40Cr钢表面纳米化对其耐磨性能的影响,对40Cr钢表面进行高能喷丸处理,获得纳米结构表层,分析了材料表面高能喷丸前后的微观组织变化,测定了纳米化材料表层的残余应力及显微硬度,研究了纳米化表层的磨损性能。结果表明:高能喷丸使40Cr钢表层发生了严重塑性变形,显微硬度较基体提高了68%,并使材料表面分布了较高幅值残余压应力,最大可达-736 MPa,残余压应力层深度达0.9 mm;高能喷丸表面纳米化能在一定程度上降低40Cr钢表面的摩擦系数,且大大减小其磨损失重,显著改善了40Cr钢的耐磨性能。