机械能助渗铝工艺与助渗机理分析

研究了机械能助渗铝工艺,在600℃的低温下,08F钢表面获得200μm以上的渗铝层.研究了温度、保温时间、机械能量等因素对渗铝层厚度的影响,对机械能助渗机理进行了分析.结果表明,温度提高、机械能增大在一定范围内可提高渗铝速度.渗铝层主要是由Fe2Al5相构成.在低温下,渗剂反应产生活性铝原子的过程是渗铝的控制过程.机械能助渗机理是由于机械振动与混合增加了渗件表面处的渗剂反应,提高了活性铝原子浓度,从而加速了渗铝过程.     

机械能助渗铝组织与性能研究

采用金相、EPMA、XRD、TEM分析了冷轧08F钢板600℃机械能助渗铝层组织结构,测试了显微硬度、耐盐水腐蚀、抗高温氧化性和力学性能.结果表明,渗铝层内部组织主要是Fe2Al5相,还存在少量的哪FeAl、Fe3Al等铁铝化合物及非晶态相,未形成晶粒粗大的含铝α-Fe相过渡区.铁、铝氧化合物颗粒呈岛状断续分布在渗层表面.机械能助渗铝层有优良的抗高温氧化性、较高的硬度、良好的耐蚀性,同时渗铝后基体可以保持高的力学性能.     

机械能辅助渗铝工艺及渗铝层性能研究

机械能辅助渗铝是将机械能与热能相结合一种新渗铝工艺,可以将渗铝温度降低到560～650 ℃.本文通过实验对机械能辅助渗铝工艺进行了研究,对主要工艺参数进行了优化,获得了组织致密、渗层厚度≥60 μm、以Fe2Al5相为主要组成相的渗铝层,并研究了渗铝钢的抗高温氧化性能及机械性能.     

沉淀硬化不锈钢机械能助渗铝工艺研究

通过机械能助渗铝工艺,实现了对沉淀硬化不锈钢的低温渗铝.在500℃渗铝 10h,得到厚约11μm的均一渗铝层.通过力学性能检测及显微硬度分析对渗铝层进行研究,发现可以在保证基体材料的力学性能基本无损耗的情况下,渗层硬度是基体材料的2倍以上.     

机械能辅助渗铝层显微形貌及性能的研究

研究了Q235钢在机械能辅助渗铝后渗层的显微形貌和性能。结果表明,当渗铝温度较高、时间较长时表面致密度较高。渗层主要由Fe2Al5相组成,其硬度较高,耐摩擦磨损性能较好。同时,渗铝层还具有良好的抗氧化性能和耐腐蚀性能。     

机械能助Al-Zn-Cr共渗工艺及渗层组织

采用机械能助渗技术,在600℃温度下对20钢进行Al-Zn-Cr共渗试验。利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等仪器,分析合金元素铬对渗层组织共渗速率的影响,分析助渗时间对渗层组织的影响,测定铬在渗层中的分布,以及铬含量对渗层厚度的影响。结果表明:在机械能助Al-Zn-Cr共渗的研究中,铬含量的增加促进了渗层厚度的增加,而铬在渗层中分布相对均匀,无富集现象。在相同助渗时间下,铬含量的增加,促进了共渗速率的提高,促使渗层组织由单一的铁铝渗层组织转变为铁铝、铁锌多层渗层组织。在同一渗剂配比条件下,助渗时间的延长,促进Fe-Zn相形成,Fe-Al相减少。在助渗条件为600℃、3 h、5%Cr时,渗层为α-Fe(富锌)、Fe_3Zn_(10)、FeZn_7、FeAl等相组成的多层组织,而且相对致密;渗层兼顾抗氧化性和阴极保护作用。     

机械能助渗锰的研究

用扫描电镜、X射线衍射仪和自制的机械能助渗装置 ,研究了机械能助渗锰剂、工艺及渗锰层组织、结构。将渗锰温度由常规化学热处理的 10 0 0℃降低到 30 0℃。在 30 0℃× 1h扩渗可得到 10～ 2 0 μm渗锰层。机械能助渗锰层是黑白相间的表面层和黑色带两部分组成 ,表面层是α Fe加 β FeMn4 或屈氏体与β FeMn4 组成     

机械能助渗铝的研究

利用运动的粉末粒子的机械能冲击工件表面进行助渗铝 ,将渗铝温度由 90 0～ 1 0 50℃降低到 440～ 60 0℃。渗铝层的相结构为Fe2 Al5,铝含量 (质量分数 )约为 50 %。 80 0℃× 4h扩散退火后渗铝层变为FeAl,含铝 (质量分数 )约为 30 %。机械能助渗铝件可在 780℃以下长期使用。     

机械能助渗的基本规律及其发展前景

根据以往的试验结果，归纳出机械能助渗的一般规律。机械能助渗遵循化学热处理的基本规律，是一个分解、吸附及扩散过程。但是，由于运动粒子动能激活表面点阵原子，形成空位等点阵缺陷，将纯热扩散的点阵扩散变为点阵缺陷扩散，使扩渗温度大幅度降低，扩渗时间显著缩短，这是机械能助渗的特殊规律。机械能助渗节能效果十分显著，热处理畸变量小，产品质量高，设备投资少，可实现渗金属、渗碳、渗氮等几乎全部化学热处理，可能成为21世纪化学热处理的主要工艺。     

马氏体球墨铸铁热浸镀铝层在重熔过程中的组织与性能变化

以球墨铸铁热浸镀铝为材料,对其进行氩弧重熔处理,研究处理前后的微观组织和性能变化。结果表明,氩弧重熔处理后,球墨铸铁热浸镀铝表面的富铝层和扩散层界线消失,微观组织过渡平缓。氩弧重熔处理后,试样的硬度明显提高,最大为900 HV。     

机械能助Zn-Al共渗

介绍了机械能助Ｚｎ－Ａｌ共渗,用开发研制的Ｚｎ－Ａｌ共渗剂,在渗锌的温度下实现了Ｚｎ－Ａｌ共渗,４２０℃＊ｈ可得到大于４０μｍ的Ｚｎ－Ａｌ共渗层,共渗层组织与渗锌层相近,约含质量分数５０％锌,含５％铝,共渗层是由ＦｅＺｎ４和少量ＦｅＡｌ３相组成。研制的Ｚｎ－Ａｌ共渗剂的松装比容太,耗锌量少,是取代热镀锌、热镀锌铝的良好新技术。     

机械能助渗硅的研究

开发研究了机械能助渗硅工艺 ,将渗硅温度由常规工艺的 950～ 1 0 50℃降低到 480～ 540℃。用自己研制的渗硅剂 ,在540℃× 4h得到 60 μm的渗硅层。渗硅层表面硬度为 70 0HV0 .1 ,由外向里 ,逐渐降低到其基体硬度。渗硅层表面为Fe3Si相 ,组织致密 ,未发现明显的孔隙 ,能实现无孔渗硅 ,满足耐蚀性要求。渗硅层的硅含量 (质量分数 )为 1 8%左右 ,略高于常规工艺所得渗层的硅含量。机械能助渗硅的渗硅温度低 ,渗硅时间短 ,节能效果十分显著 ,产品质量明显提高 ,且设备投资少 ,原料来源广泛 ,成本低廉 ,将为渗硅在耐蚀性方面的应用提供广阔的前景。