稀土元素对材料渗硼层表面硬度及组织的影响

为了研究稀土元素对渗硼层的影响,对20CrMnTi钢进行了不同工艺的渗硼试验。分析了稀土元素对渗硼层的组织以及表面硬度的影响。结果表明:稀土的加入使渗硼层更厚,组织更加均匀。对于单独渗硼工艺,加入稀土后,FeB相消失,试样表面整体硬度降低;而对于碳硼复合渗,稀土的加入使Fe2B相晶粒取向性更为明显,试样表面整体硬度略有升高。     

含稀土元素的LSI渗硼剂渗硼扩散激活能

将40钢试样在含稀土元素的LSI渗硼剂中行进不同温度和时间的渗硼,然后用金相法测定层深,根据公式p^2=K0te-Q/RT,对硼的激活能做了计算,经果表明,与未含稀土元素的LSI渗硼剂相比,激活能降低了21%。     

稀土对45钢渗硼层组织和性能的影响

研究了稀土对45钢渗硼层组织和性能影响，并对影响机理进行了初步探讨。结果表明，稀土一硼共渗层的组织、显微硬度、脆性、耐磨性比单一渗硼层明显改善，尤其是耐磨性显著提高，稀土元素(La)在渗层中呈不均匀状态。     

稀土对硼锆共渗过程的活化催渗及其组织和性能的影响

在粉未硼锆渗剂中加入稀土元素,可使渗速提高26%。共渗层主要由(FeZr)_2B相组成,同时还渗入了微量的La、Ce、Pr元素。与渗硼、硼稀土共渗、硼锆共渗相比,硼锆稀土共渗层的耐磨性和耐蚀性好,尤其是韧性有明显提高,其脆断前吸收的功同渗硼相比提高了70%。     

含稀土元素的LS_I渗硼剂渗硼扩散激活能

将40钢试样在含稀土元素的LS_1渗硼剂中行进不同温度和时间的渗硼,然后用金相法测定层深,根据公式ρ~2=K_0te~(-Q/RT),对硼的激活能做了计算。经果表明,与未含稀土元素的LS_1渗硼剂相比,激活能降低了21％。     

稀土元素对45钢固体渗硼的催渗作用

对45钢进行了单元渗硼与硼稀土共渗,观察了渗硼层的组织、厚度,测试了各渗硼样品显微硬度、耐磨性和耐蚀性等性能.结果表明,加入稀土元素以后,渗硼层基本为单相的Fe2B,硼针变长,取向明显.在950 ℃×5 h渗硼条件下,稀土氧化物质量分数在8%～9%时,渗层厚度最大.质量分数为9%稀土-硼共渗可以提高硼原子的渗入深度约1.5倍.与单元渗硼样品相比,硼稀土共渗样品具有较高的硬度、耐磨性能和耐酸、碱、盐腐蚀性能.     

稀土在渗硼中渗入机制和作用机理的讨论

研究了45钢表面硼稀土共渗,讨论了稀土元素的渗入机制、催渗机理及稀土催渗效果出现最佳值的原因。在硼砂型渗硼剂中加入适量的稀土有利于45钢渗硼层质量、厚度及性能的提高,稀土加入量的最佳值为10%。     

稀土在渗硼中渗入机制和作用机理的讨论

研究了45钢表面硼稀土共渗，讨论了稀土元素的渗入机制、催渗机理及稀土催渗效果出现最佳值的原因。在硼砂型渗硼剂中加入适量的稀土有利于45钢渗硼层质量、厚度及性能的提高，稀土加入量的最佳值为10％。     

H13钢低温固体渗硼及其热熔损性能的研究

采用低温固体粉末渗硼法对H13钢基体表面进行稀土催渗下的渗硼试验。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析渗硼层的组织形貌和物相组成,并对未渗硼和低温渗硼试样的热熔损性能进行了对比研究。结果表明:H13钢经580℃粉末渗硼10 h后,其表面形成了一层连续致密的硼化物层,厚度约10μm,硬度约19 GPa。渗硼层主要由FeB和Fe2B两相组成。稀土元素的渗入,可以降低活性硼原子在基体中的扩散激活能,从而显著加快其在基体表层中的扩散速率。由于渗硼层隔绝了铝合金熔液和基体直接接触,渗硼试样的抗热熔损性能大幅提高。     

铜及稀土元素对中碳钢铸渗层组织性能的影响

在采用涂覆法使中碳钢铸件表面铸渗铬、硼和碳,形成硬度较高的合金化层的基础上,再在渗剂中分别添加一定量铜和稀土元素,来研究铜和稀土对铸渗层组织和性能的影响.实验证明,加入铜或稀土元素的渗层表面质量得到了明显的改善,渗层硬度提高,并且,晶粒细化的效果比较突出.     

微量稀土元素和铬对渗硼层粘着磨损性能的影响

研究了微量稀土元素和铬对Ｆｅ２Ｂ单相渗硼层粘着磨损特性的影响。结果表明,稀土和铬元素的渗入可提高渗硼层的承载能力、耐磨性和减摩性。对磨损机理也进行了分析。     

B（C2H5）3等离子辅助渗硼的研究

对新型渗硼剂Ｂ（Ｃ２Ｈ５）３的渗硼工艺进行了研究。结果表明：在正常渗硼工艺条件下,基体表面没有形成连续致密的渗硼层,而是形成了一层数μｍ厚的硼碳层;在间歇渗硼工艺条件下,基体表面形成了一层致密的渗硼层,这是因为通过溅射消除了在渗硼过程中沉积在基体表面的硼碳层,使硼原子在渗硼时能无阻碍地向基体内部扩散的缘故     

稀土元素Ce对AISI 410钢膏剂渗硼层组织与性能的影响

钢的表面强化技术在各个工业领域的应用都具有重要的实际意义。渗硼技术是最经济的选择之一,然而,该技术存在的主要问题是难以获得厚且致密的渗硼层。为解决这一问题,在AISI 410不锈钢表面进行了添加6 mass%的CeO₂的膏剂渗硼处理。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、摩擦磨损实验和电化学工作站等研究了渗硼层的组织、物相和耐蚀耐磨性能。结果表明：渗硼层的显微组织由外到内分别是FeB和Fe₂B。在渗硼剂中添加CeO₂可以使AISI 410不锈钢基体表面产生更厚、更致密的渗硼层,从而提高其耐磨性和耐蚀性。稀土元素铈的催化机理可以归结为两个方面。首先,添加CeO₂可以参与渗硼过程中的化学反应,从而产生更活跃的硼原子。二是由于Ce原子尺寸大,扩散到钢表面会产生严重的晶格畸变,从而促进了硼原子的扩散。     

固体硼铬稀土共渗组织与性能研究

研究了固体硼铬稀土共渗工艺、共渗层成分、组织和性能,并与单一渗硼层进行了比较。结果表明,硼铬稀土共渗改善了渗层组织,较大幅度地降低了渗层脆性,提高了渗层的抗疲劳磨损性能,稀土具有与单一渗硼时相同的催渗作用。还对共渗层中铬含量较少但分布均匀的原因进行了初步的分析。     

稀土元素在金属表面改性中的应用

介绍了近年来稀土元素在表面改性技术领域的研究成果,着重分析了稀土催化机理和微合金化机理,以及稀土在渗碳、渗氮、渗硼、渗钒和复合共渗领域取得的最新研究进展。结果表明,合适的稀土元素和含量对金属表面的化学热处理具有明显的催化作用,能有效提高渗速,改善渗层的品质和组织。文章指出了稀土化学热处理的研究方向及未来发展趋势。     

含稀土元素渗硼剂渗硼工艺试验

介绍一种含稀土元素廉价的固体渗硼剂，并对其进行了渗硼工艺试验。结果表明：采用该渗硼剂是可行的，且稀土可提高渗硼速率。     

20钢包埋粉末渗硼层的组织及耐蚀性能研究

研究了20钢在不同渗硼温度和不同渗硼时间下对渗硼层组织和性能的影响。用金相显微镜和扫描电镜观察了渗硼层的形貌,测定了渗硼层的厚度;用维氏硬度计测定了渗硼层的硬度;用纳米压痕仪测定了渗硼层不同深度的硬度;评定了渗硼层与基体的结合力;采用X射线衍射仪分析了渗硼层的物相组成;在不同溶液中进行了渗硼层耐蚀性试验。结果表明:渗硼层厚度均匀,呈齿状结构,与基体结合牢固,渗硼层主要由Fe_2B组成。在860℃下保温不同时间,渗硼层的厚度随时间的增长而增大;在不同温度下保温5h时,渗硼层的厚度随温度的升高而逐渐增大。渗硼层表层硬度稍低,然后升高达到最大值,在渗层与过渡区的交界处急剧下降。除HNO_3外,渗硼处理后的试样在HCl、H_2SO_4、NaCl和NaOH溶液中的耐蚀性均比未渗硼的试样好。     

1Cr13钢包埋粉末渗硼的性能研究

研究了1Cr13钢在不同渗硼温度下保温5 h对渗硼层组织和性能的影响。用扫描电镜观察了1Cr13钢渗硼后的断面形貌;用XRD分析了渗硼层的物相;用纳米压痕仪测量了渗硼层的硬度。结果表明:渗硼层不呈现梳齿形状,当渗硼温度较高时,渗硼层中明显存在疏松、孔洞;渗硼层由Fe2B相构成;在不同温度下保温5 h,渗硼层深度和硬度都随温度的升高而增加;渗硼层与基体结合良好。     

稀土对Q345钢渗硼层的影响及其催渗工艺研究

研究了在渗硼剂中添加氧化铈稀土对Q345钢渗硼层组织和厚度的影响,并通过正交试验法确定了催渗工艺。分析表明:适量地添加氧化铈稀土,可显著改善渗层组织,并能使渗层厚度增加10%以上。正交试验结果表明,最佳催渗工艺为:渗硼温度920℃,渗硼时间7h,氧化铈添加量为2%。     

稀土对一种固体渗硼剂渗硼动力学的影响

采用固体粉末法对40Mn2钢进行渗硼试验,分析了稀土元素对该固体渗硼剂渗硼动力学的影响,结果表明,稀土能使硼的扩散系数增大59％,使硼的扩散激活能降低4520．31J／mol,有效地提高了渗硼速度。