可控离子渗入工艺对304不锈钢组织和耐磨抗蚀性能的影响

采用正交试验法研究了可控离子渗入(PIP)技术离子渗入过程中主要工艺参数:温度、时间和有效成分对304不锈钢(0Cr18Ni9)显微组织和性能的影响,并得出最优工艺参数。利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜(SEM)、摩擦磨损试验机和电化学工作站研究了PIP处理改性层的显微组织、物相组成、磨损形貌和电化学极化曲线。结果表明:304不锈钢经PIP最优工艺(430℃×4 h×40%)处理后,形成过饱和的S单一物相,无CrN相析出; PIP渗层组织硬度达到了994 HV0. 1,磨损机制由PIP处理前的粘着磨损变为处理后的磨粒磨损,耐磨性能大幅提高; PIP处理后腐蚀电位E_(corr)由-0. 183 V提高至-0. 162 V,击穿电压E_p由-0. 025 V提高至0. 10 V。上述结果表明:PIP处理形成的单一S相,能提高不锈钢表面耐磨性能,同时也增加了不锈钢的耐点蚀性能。     

铁路车轴表面强化技术研究与应用

车轴是列车转向架的核心部件之一,引发车轴失效的表面损伤形式主要包括腐蚀、微动磨损和外物致损。表面强化可改善车轴表面完整性,进而抑制裂纹萌生和延缓裂纹扩展,以提高车轴疲劳强度并延长剩余寿命。车轴表面强化技术主要包括滚压、喷丸及表面感应淬火。首先,概述了国内外普速和高速列车车轴表面强化技术的基本原理:滚压和喷丸等物理强化方式使车轴表面塑性变形硬化并引入残余压应力,表面感应淬火通过马氏体相变提高车轴表面强度并引入残余压应力。然后,重点综述了上述3种表面强化技术的研究进展及其在当前车轴制造过程中的应用,其中,深度滚压是车轴表面强化的主要方式,表面感应淬火主要应用于部分高铁车轴上,而喷丸在车轴上的应用尚少。最后,从经济性和安全性的角度对比了车轴表面强化技术的优劣:喷丸强化深度有限,不足以提高车轴剩余寿命;中碳钢车轴表面淬火方案在淬硬层深度和残余应力大小方面均优于合金钢车轴滚压方案。基于损伤容限设计的评价为未来车轴表面强化技术的研究和应用提供了借鉴。     

QPQ工艺温度对GH901合金渗氮层组织性能的影响

采用QPQ盐浴复合处理技术,对GH901合金分别在600、620、650℃温度下渗氮5 h,然后均在400℃盐浴氧化30 min。利用XRD衍射仪、金相显微镜、极化测试和显微维氏硬度计和扫描电镜研究了不同渗氮温度条件下GH901合金渗层组织以及性能。结果表明,随着处理温度的升高,试样的渗层厚度呈线性增加,表面显微硬度显著增加,几乎是未处理试样表面显微硬度的3倍。然而由于Cr N的形成造成了表面渗氮层饱和固溶体中Cr含量的减少,导致GH901耐腐蚀性能下降,并且随着工艺温度的升高,耐腐蚀性能下降严重。     

渗氮温度对Inconel 718合金磨损和腐蚀性能的影响

研究不同渗氮温度下QPQ处理对Inconel 718合金的耐磨性和防腐性能的影响。Inconel 718合金试样块采用QPQ复合盐浴处理技术,分别在590℃,620℃和650℃的渗氮温度下进行渗氮处理,然后均400℃氧化30min。利用摩擦磨损试验、电化学、X射线衍射仪、金相显微镜和显微维氏硬度计系统地研究了经不同渗氮温度下处理后改性表面层的相组成和性能特点。结果显示改性表面的微观结构和相组成与渗氮温度有关。随着渗氮温度的提高,不同厚度的渗氮层形成,且经处理后的Inconel 718合金的耐磨性得到极大的提高,且其显微硬度比未处理的大三倍。然而,由于CrN的形成造成了在表面渗氮层固溶体中Cr含量的减少,导致Inconel 718合金的耐腐蚀性较未处理的腐蚀性低。     

缺口对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响

在光滑试样表面预制深度为0.1 mm和0.2 mm的环状缺口，研究了不同缺口尺寸对7A85铝合金拉伸性能和疲劳性能的影响，并分析了7A85铝合金含缺口试样的疲劳断裂机理。结果表明，随着缺口深度由0 mm增加至0.2 mm, 7A85铝合金试样的抗拉强度、断后伸长率和疲劳强度分别下降了6%、47.5%、44.4%。缺口对7A85铝合金塑性的影响远大于拉伸强度，且其抗拉强度与疲劳强度呈线性关系。试样疲劳缺口系数随着缺口尺寸和循环次数的增加而增大。7A85铝合金试样的疲劳裂纹源通常是富铁的第二相颗粒，环状缺口根部应力集中促进了多疲劳裂纹源萌生，多个裂纹源同时扩展使得试样有效承载面积快速减少，导致疲劳寿命急剧缩短。