40Cr气体多元共渗后表面硬度研究

40Cr进行气体多元共渗处理后能形成渗层，通过X射线衍射和扫描电镜对渗层的相结构与形貌进行分析，在材料表面形成了由ε相组成的白亮层和由氮化物组成的扩散层，因此材料表面硬度增加并随着与表面距离的增加而呈梯度减小。     

20钢多元共渗后的性能研究

采用低温气体多元共渗技术在20钢表面同时渗入C、N、O3种元素,在材料表面形成了厚且致密均匀的渗层。利用X射线衍射和扫描电子显微技术测定了渗层相的组成以及渗层的表面形貌,采用摩擦磨损实验和电化学测试技术对渗层和原始材料的耐磨性进行了对比试验研究。结果表明渗层以氧化物、氮化物和碳化物为主,且氮化物居多,相对于原始材料,硬度、耐蚀性提高,摩擦因数降低,这在工业生产中有广阔的应用前景。     

40Cr钢表面低温气体碳、氮、氧多元共渗层的摩擦学性能

利用低温气体多元共渗技术将碳、氮、氧元素同时渗入40Cr钢表面形成改性层。分析了保温时间对渗层厚度的影响,研究了改性层的显微组织、厚度、结构、渗层硬度及干摩擦磨损性能。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,达到850HV,多元共渗后40Cr钢表面的耐磨性能显著提高。     

Ti2AlNb基合金等离子表面渗铬层组织结构对耐磨性能的影响

低硬度和较差的耐磨性制约了钛铝基合金在航空领域的应用。为了提高Ti2AlNb合金的表面硬度和耐磨性,采用双层辉光等离子表面合金化技术对Ti2AlNb合金表面进行渗Cr处理,并对其微观组织、扩散特性及显微硬度和耐磨性进行了分析测试。结果表明：经等离子渗铬处理后,可获得约25μm的合金层;渗层中Cr含量随渗层深度有显著变化且在高温条件下因各原子扩散能力的差异,以基体中Al和Nb量的变化为主,在渗层的不同区域形成不同的相,表层以含Cr2Nb的Laves相和Al8Cr5相为主,而在渗层和基体的交界处形成新的无序O相（Ti25.36Al18.44Nb）;渗层硬度值由外层的HV1125逐渐过渡到基体的HV432,渗层与基体的界面处由于无序O相的析出而硬度最低。渗Cr处理将合金的摩擦因数由原来的0.24降低到0.15,磨损率降低了60%以上。     

W4Mo3Cr4V高速钢稀土多元共渗层的性能

利用稀土多元共渗工艺将碳、氮、氧、硫、硼、稀土元素同时渗入W4Mo3Cr4V高速钢表面,研究了多元共渗层的硬度、耐磨性能及表面残余应力等。结果表明:多元共渗层由化合物层(主要为氧化物、硫化物和碳化物)和扩散层组成;共渗层显微硬度最高达1 150 HV左右;多元共渗层较钢表面的摩擦因数大幅降低,耐磨性能提高,其表面产生了较高的残余压应力,有利于提高材料的疲劳性能。     

Q235钢表面低温气体N,C,O多元共渗的研究

利用自行研制的一种新型智能化低温气体多元共渗技术，在碳素结构钢Q235表面进行低温气体C，N，O多元共渗。经N，C，O多元共渗的Q235钢表面形成均匀渗层，渗层由钝化层、白亮层和过渡层组成，厚度约为100μm。Q235钢表面显微硬度显著提高，达到HV685。利用SEM对共渗层进行了成分分析，最外层钝化层中氧含量显著高于基体；渗层中白亮层氮元素的含量明显提高，在试样表面形成氮化物，从而大大提高了Q235钢的表面硬度；过渡层中碳元素的含量最高。     

盐浴歧化反应渗铬0Cr18Ni9钢硬度及耐磨性研究

研究了 0 Cr1 8Ni9钢经不同温度盐浴歧化反应渗铬后的渗层硬度和耐磨性与组织之间的关系。渗铬层中形成的铬碳化物明显提高了表面硬度和耐磨性 ,同时σ相的存在也是渗层具有高硬度的重要原因。渗铬时形成的σ相 ,经 1 0 5 0℃× 40 min固溶处理后分解消失 ,表面硬度由 HV1 980降至HV1 76 0     

气体软氮化对Cr12钢微观组织及摩擦学性能影响

冷作模具成型压力大、应力状态复杂,在工业生产中常常伴随过度磨损、疲劳失效等问题出现,因此在Cr12模具钢表面进行了软氮化工艺处理基础上,对比分析了有无氮化处理对材料硬度、表面耐磨性的影响,探讨了氮化处理前后表面的摩擦磨损特性。结果表明：氮化处理后Cr12钢出现由白亮层（厚度约3μm）和扩散层（深度达20μm以上）组成的渗氮层,其中白亮层氮元素含量较高,而在扩散层氮元素沿深度方向呈递减分布;Cr12钢氮化前后表面平均维氏硬度由HV₅₀=504.8提高到HV₅₀=653.4,磨损量由42969.6 μm³减少到3068.1 μm³,表明气体软氮化处理对Cr12钢表面硬度与耐磨性能均有显著提高;氮化处理的磨损表面以磨粒磨损为主,而未氮化处理磨损表面的疲劳剥落特征显著,并伴有强烈的氧化磨损现象。     

20钢多元共渗后的耐腐蚀性能

采用低温气体多元共渗技术在20钢表面同时渗入碳、氮、氧三种元素,利用X射线衍射仪(XRD)测定了渗层的相组成;另外测试了渗层在浓度为1.0 mol/L HCl溶液中的耐蚀性.结果表明:渗层以氧化物、氮化物和碳化物为主,且氮化物居多,其腐蚀速率明显低于基体材料的腐蚀速率.     

防喷器材料多元共渗后的耐蚀性研究

低温气体多元共渗技术是一种新工艺，本文采用该工艺在防喷器材料表面同时渗入C，N，O三种元素，打破了传统的单一渗透，实现了在材料表面形成均匀的渗层，而且渗层又厚又致密。利用X射线衍射和扫描电子显微技术测定了渗层相的组成以及渗层的表面形貌，采用电化学测试技术对渗层在1．0mol／L稀HCl溶液中的耐蚀性与原始材料的耐蚀性进行了对比试验研究。结果表明，渗层以氧化物、氮化物和碳化物为主，且氮化物居多，渗层约30μm，耐蚀性能得到了大大的提高，相对原始材料的耐蚀性提高了3倍左右，其腐蚀速度也低于原始试样的腐蚀速度，这对钻井防喷器控制装置性能的提高有重要意义，具有广阔的应用前景。     

40Cr钢磨削强化的试验与数值仿真

利用磨削过程中产生大量的磨削热使40Cr钢表层的温度升高,超过奥氏体化的温度,然后快速冷却,使40Cr钢表层发生马氏体相变,达到强化40Cr钢表层的目的。在磨床上对40Cr钢进行磨削试验,观测并分析工件横断面相变层的组织变化、厚度值和硬度变化,以及加工后工件表面的粗糙度。借助有限元分析方法,对工件的温度场进行仿真,得出工件各处的温度变化历程,由马氏体相变条件来获得表层马氏体相变层的厚度值。试验结果表明,40Cr钢的表层发生了马氏体相变,表层的硬度值得到极大提高,表面粗糙度也满足常规磨削的要求。由有限元仿真得出的相变层厚度值和试验结果相吻合。因此利用磨削强化技术替代40Cr钢高频淬火强化工艺是可行的,并且这项技术可以对其他合金钢进行强化。借助有限元方法对工件表层的温度场进行仿真,可以预测相变是否发生和相变层的厚度,优化磨削参数,减少试验研究的次数和成本。     

U70MnSi和40Cr钢电火花表面强化层的组织与性能

采用硬质合金YG-8和焊条FW-1101作电极,在电火花表面强化器上强化了U70MnSi钢和40Cr钢的表面;用X射线衍射仪分析了强化层的结构,用滚动和滚、滑磨损试验研究了强化层的耐磨性,用阳极极化和浸泡试验研究了40Cr钢表面强化后的耐腐蚀性能。结果表明：强化层是由化合物和非晶组织组成的混合层;表面强化后试样的耐磨性明显提高;40Cr强化层的混合组织对耐腐蚀性能的影响超过了层中缺陷和残余应力的影响,使其耐腐蚀性能提高。     

Small-scale structural and mechanical characterization of the nitrided layer in martensitic steel

Pulsed Plasma Nitriding (PPN) of high-strength low-alloy steels used for offshore applications is a promising approach for controlling erosion, corrosion and hydrogen embrittlement under service conditions. In this work, the microstructure, composition and hardness of the nitride layer produced by an optimized PPN process on 2.25Cr–1Mo steel were examined. The nanomechanical properties of the nitride layer were investigated via nanoindentation along the depth of the nitride layer to understand the interconnected effect of the existing microstructure with the one developed after the nitriding process and the nitrogen concentration. The results showed that the nitride layer is composed of a compound layer and diffusion layer with hardness four times higher than the untreated material, which gradually decreases across the diffusion layer.     

渗硼的渗层组织和性能研究

渗硼过程中,随着硼浓度的增加,渗硼层的组织由内向外依次为芯部基体、过渡层和硼化物层.如碳钢的低温硼氮共渗层呈梳齿状,表层由FeB、Fe2B双相组成,内层为Fe2B单相.合金钢低温硼氮共渗层的针状变得平坦,渗层的相组成较为复杂,Cr12钢低温硼氮共渗表层由Fe2B、FeB、Fe4N组成,内层相由FeB、Fe2B、Fe3 (C,B)、(Fe,Cr)2B、Fe4N、Fe3C等组成,过渡区形成Fe3 (C,B)、Fe4N相及Cr的碳化物,有效地强化了对硼化物层的支撑作用.渗硼层具有良好的耐磨性、耐腐蚀性.     

Fretting wear behavior of nanocrystalline surface layer of pure copper under oil lubrication

Lubricated fretting tests in mineral oil were performed with a nanocrystalline surface layer on a pure bulk Cu prepared by surface mechanical attrition treatment (SMAT) against a WC-Co ball. It was found that the nanocrystalline surface layer exhibited a markedly enhanced fretting wear resistance and higher friction coefficient relative to the coarse-grained (CG) form. The wear volume of the SMAT Cu is one order of magnitude lower than that of the CG Cu. The friction coefficient of the SMAT Cu increases with an increasing load and frequency, while for the CG Cu, the friction coefficient increases with an increasing fretting frequency up to 100 Hz and thereafter decreases. The higher hardness of the SMAT Cu is suggested to be the main factor causing its improved wear resistance and higher friction coefficient. A discontinuous metal transfer layer can be found on the WC-Co ball only after fretting against the SMAT Cu, which may partly account for the higher wear resistance of the SMAT Cu in comparison with the CG Cu.     

合金化渗氮的组织性能与应用

针对合金化涌氮的组织性能进行了研究，研究结果表明，合金化渗氮可形成高硬度，低脆性和致密的渗层；４０Ｃｒ钢合金化参氮后的接触疲劳强度与常规气体氮碳共渗相比提高８３．３３％。