碳钢表面喷丸诱导低温B-Cr-Re共渗研究

目的进一步拓宽低温B-Cr-Re共渗技术的应用。方法采用喷丸技术对20钢表面进行预处理,处理的时间分别为0.5、1.0、1.5 h,然后进行低温B-Cr-Re固体共渗及其力学性能研究,共渗温度为600℃和650℃,保温时间6 h。利用高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等,对预处理后基体表层结构和B-Cr-Re低温扩散层组织结构及力学性能进行表征。结果经喷丸处理后,基体表层发生严重塑性变形,晶粒发生破碎并逐渐细化,获得平均晶粒尺寸分别为50、58、65nm的纳米结构层,晶界明显增多。预处理时间越长,基体表层变形程度越严重,获得的纳米结构越明显;同时由于原子排列发生错排,阻碍了基体表层位错等缺陷的运动,故在基体表层观察到高密度位错等结构缺陷。经喷丸处理后,600℃下处理不同时间的B-Cr-Re低温共渗层组织连续、均匀,存在孔洞,平均深度约为7、8、7μm,650℃下处理不同时间的B-Cr-Re低温共渗层组织连续、均匀、致密,平均深度约为21、24、22μm,力学性能良好。结论喷丸处理后,基体表层存在较多的晶界和高密度位错,为后续B-Cr-Re的低温共渗提供了更多结构和能量支持,降低了B原子的扩散激活能,提高了B原子的扩散速度。这项工作为低温B-Cr-Re共渗技术的应用拓宽了领域。     

喷丸处理辅助碳钢表面低温B–Cr–Re扩散

目的 提高碳钢表面B原子低温扩散行为,拓宽低温B–Cr–Re三元共渗技术的应用范围。方法 以退火态45钢为基体,表面经合金钢砂喷丸处理后进行B–Cr–Re低温共渗,获得一定深度的共渗层,喷丸处理时间分别为0.5、1.0、1.5 h,在580 ℃下保温6 h。利用透射电子显微镜(TEM)、热场发射扫描电子显微镜(TFESEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等检测仪器,分别研究经喷丸处理后基体表层的微观组织结构、B–Cr–Re共渗层的组织结构及力学性能。结果 实验结果表明,经喷丸处理后45钢基体表层组织处于塑性不稳定状态,表层产生了位错、非晶区和孪晶等结构缺陷,表层获得了纳米结构层;随着喷丸处理时间的延长,基体表层晶粒逐渐破碎细化,平均晶粒尺寸分别为180、70、20 nm;对喷丸处理后的基体进行低温共渗,在其表层获得了均匀、连续、致密的B–Cr–Re共渗层,且呈树枝状,平均深度分别为20、22、23 µm,较未喷丸处理基体表层获得的共渗层平均深度(13 µm)提高了约54%、69%、77%;B–Cr–Re共渗层结构为FeB相和Fe2B相,以Fe2B相为主,共渗层的力学性能良好,显微硬度为875HV~2 042HV。结论 碳钢经喷丸处理后,表层晶粒细化,晶界位错明显增多。晶界位错等对后续原子的扩散起着快速通道的作用,提供能量,提高B原子扩散速度,降低B–Cr–Re共渗温度。这种表面处理技术为碳钢表面的强化提供了更好的方法。     

模具钢稀土硼铝共渗的研究和应用

研究了3Cr2W8V钢稀土硼铝共渗工艺，试验表明，共渗层具有高硬度（HV1800－2000），低脆性和良好的耐磨等性能，通过实际应用，取得良好效果。