脉冲单电源铬镍共渗层耐酸腐蚀性研究

采用脉冲单电源等离子渗金属技术,在Q195钢表面进行铬镍共渗工艺。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析了铬镍共渗层的表面相组成、表面微观形貌和表面成分。采用电化学测量仪测定铬镍共渗层分别在1mol/L H2SO4、1mol/L HNO3溶液中的极化曲线,研究其腐蚀形貌,并与未处理的Q195钢试样进行对比分析。结果表明,铬镍共渗层的主要相成分为Fe-Cr-Ni固溶体;铬镍共渗层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密;表面成分的相对含量为Cr 16.14%、Ni 48.16%、Fe 35.7%(质量分数)。在HNO3溶液中,未处理的Q195钢试样表面为严重的面腐蚀,铬镍共渗层表面几乎未被腐蚀,后者比前者的耐蚀性提高了658倍;在H2SO4溶液中,未处理的Q195钢试样表面为严重的点蚀,而铬镍共渗层表面状态良好,后者比前者的耐蚀性提高了90倍。铬镍共渗层耐硝酸腐蚀性能优于耐硫酸腐蚀性能。     

等离子共渗W-Mo-Y工艺及渗层组织的研究

采用辉光等离子渗金属技术对Q235钢进行W-Mo-Y三元共渗,探讨了极间距、气压、保温时间、温度对共渗层厚度的影响,并分析了共渗层的金相显微组织、合金元素分布及物相组成.结果表明:在试验涉及的条件下,以极间距25 mm,气压30 Pa,保温时间3 h,温度1000℃为最佳工艺参数;共渗层主要由Fe3Mo,Fe(Mo,W...     

等离子表面W、Mo、Y共渗制备强化层的研究

利用等离子表面冶金技术在Q235钢表面进行W、Mo、Y共渗,然后对共渗层进行离子氮化处理得到强化层.用金相显微镜、能谱仪、XRD对共渗层及强化层的组织、结构、成分和物相进行检测分析.结果表明:共渗层组织为柱状晶,W、Mo合金元素的含量由表及里逐渐减小,Y元素分布不均匀;共渗层由Fe3Mo、Fe17Y2和(W、Mo、Y)在α-Fe中的固溶体等物相组成;共渗层离子氮化后的强化层有大量氮化物弥散分布,主要物相为Fe4N、Fe3Mo、MoN、Mo2N、W2N和WN等.通过对比发现,Y元素的加入使强化层硬度提高100HV0.1左右;在磨粒磨损的条件下,强化层耐磨性比对比试样提高1.58倍.     

等离子钇钨钼共渗表面冶金高速钢的研究

利用双层辉光等离子渗金属技术,以稀土钇、钨、钼作为源极,在Q235钢表面进行钇钨钼共渗,形成均匀致密合金扩散层,然后进行固体渗碳、淬火及低温回火处理,形成钇钨钼表面高速钢.用显微硬度仪检测表面高速钢的硬度,通过SEM、XRD观察分析钇钨钼高速钢形貌和相结构,并采用GZTC-01型磨损试验机对钇钨钼高速钢进行耐磨性实验.研究结果表明:进行等离子钇钨钼共渗,可获得数十微米的共渗合金层,共渗合金层为均匀固溶体层,组织形貌为柱状态晶体,基体与渗层之间有明显的反应扩散分界线,渗层与基体是冶金结合,无剥落现象,具有较好的成分和结构梯度;共渗合金层渗碳淬火及回火后,无共晶碳化物产生,组织为隐晶马氏体上分布均匀的细小、弥散碳化物,碳化物尺寸小于1 μm,稀土钇在晶界富集并形成颗粒状碳化物;渗碳淬火及回火后钇钨钼表面高速钢表面硬度为1 000 HV0.1左右,比单纯钨钼表面高速钢表面硬度高出200 HV0.1;钇钨钼表面高速钢试样的耐磨性是表面钨钼高速钢试样的2～4倍,是T10钢750 ℃淬火回火处理工艺试样的10倍左右.     

Q195钢表面等离子渗铬及耐蚀性研究

为提高Q195钢表面的耐蚀性,采用辉光等离子渗金属技术,在碳钢Q195表面形成渗铬层,运用金相显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜对不同气压下渗铬层的组织、渗层厚度、相结构及表面含铬量的影响作分析研究.并对渗铬层在3.5 %的NaCl溶液和1 mol/L NaOH溶液中的耐腐蚀性用电化学腐蚀方法进行了实验.分析结果表明:当工作气压为25 Pa、35 Pa、45 Pa时,渗层厚度分别为30 μm、50 μm和100 μm,表面含铬量分别为9.25 %、16.63 %、13.82 %(wt %);渗铬层组织致密,与基体结合紧密;渗层厚度随着气压的升高而增加,但在一定范围内,表面含铬量随气压的升高而增加,超过某一值,表面铬含量会随着气压的升高而减小;渗铬层的耐腐蚀性跟未处理的Q195相比,在3.5 %的NaCl溶液中提高10倍,在1 mol/L的NaOH溶液中提高5.13倍.     

等离子铬镍共渗层与氮化钛薄膜的耐蚀性

对低碳钢表面进行等离子铬镍共渗,在4Cr13不锈钢表面沉积氮化钛薄膜.对两种强化层及其基体进行电化学腐蚀性能测试.结果表明:在1 mol/L的H2SO4溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀程度和氮化钛薄膜的相当,是4Cr13不锈钢试样的90倍,是低碳钢试样的120倍;在1 mol/L的NaOH溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是4Cr13不锈钢试样的0.67倍,是低碳钢试样4.67倍,是氮化钛薄膜的3.67倍;在3.5％的NaCl溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是低碳钢试样的2.3倍,是氮化钛薄膜的0.167倍,是4Cr13不锈钢试样的0.33倍.     

等离子W、Mo、Y共渗层的组织研究

研究了Y元素对等离子W、Mo、Y共渗渗层的晶粒大小、厚度和渗层中W、Mo原子扩散系数的影响。研究发现,偏聚在晶界上的Y原子和少量金属间化合物Fe17Y2阻碍了渗层晶粒的长大,细化了渗层的晶粒。从扩散热力学角度,探究了Y元素对渗层厚度的影响。Y元素降低了表面W、Mo原子的活度,表面W、Mo原子的化学势降低,进而使表面与基体之间的化学梯度减小,W、Mo原子的扩散速率减慢,渗层厚度变薄。通过Fick第二扩散定律计算渗层中不同位置、浓度下的W、Mo原子扩散系数,结果表明W、Mo原子的扩散系数在10-13～10-14之间。     

Q195钢表面等离子铬-镍共渗的扩散机理分析

采用脉冲等离子辉光渗金属技术在Q195钢表面铬-镍共渗形成合金层,并对合金层的表面形貌、相结构及铬、镍含量进行分析。利用MATLAB软件拟合合金层铬、镍成分曲线,计算其扩散系数、扩散激活能以及表面空位浓度。结果表明:随着距离表面渗层深度的增加,各元素的扩散激活能增加,元素的扩散速度减慢,合金元素含量减少;相同条件下,等离子渗金属比一般的气体渗金属空位浓度高2～3个数量级。     

稀土铒(Er)改性6063铝合金铸态微观组织与性能

通过成分设计,铸造出不同稀土Er含量的6063铝合金.采用光学显微镜、扫描电镜(SEM、EDS)、XRD、维氏硬度计等手段研究了稀土Er铝合金铸态微观组织与性能,从理论上分析了Er的作用机理.结果表明,当Er的含量为0.4%时合金的晶粒细化效果最明显,硬度增幅达到最大值,而当含量超过0.4%时,细化效果减弱,硬度值逐渐降低.在6063铝合金熔铸凝固过程中,大部分Er偏聚于合金的晶界处,形成粗大的金属间化合物物Al3,Er相,有强化晶界、阻止晶粒长大作用;小部分Er与Al生成次生金属间化合物,弥散分布于基体中,产生弥散强化作用,并在形核时充当形核剂,从而可细化晶粒.     

钇钨钼表面高速钢合金层研究

利用双层辉光等离子渗金属技术,以稀土钇、钨、钼作为源极,在Q235钢表面进行钇钨钼共渗,形成均匀致密合金扩散层.探究了保温温度、极间距、气压、保温时间等工艺参数对合金扩散层厚度的影响.通过金相显微镜观察扩散合金层的金相组织,用EDS、XRD观察分析合金扩散层的成分分布和相结构.研究结果表明,等离子钇钨钼共渗最佳工艺参数为:源极电压-900～-1000 V、阴极电压-450～-650V、保温温度1 000 ℃、极间距25 mm、工作气压30 Pa、保温时间3～4 h.可获得25 μm的扩散合金层,扩散合金层为均匀固溶体层,组织形貌为柱状态晶体,基体与渗层之间有明显的反应扩散分界线,渗层与基体是冶金结合,无剥落现象,合金扩散层具有较好的成分和结构梯度.