空气流量对45钢离子氧氮共渗的影响

首次采用空气、氮气和氢气混合气源对45钢进行离子氧氮共渗,并研究空气流量对渗速和组织性能的影响。采用金相显微镜、X射线衍射、电化学工作站对处理后的45钢进行测试和分析。研究结果表明,在离子氧氮共渗过程中添加适量的空气比传统离子氧氮共渗有显著的优势,其中空气流量为0.2 L/min时获得最佳渗层厚度与耐蚀性。温度550℃、保温4h工艺条件下,渗层厚度达到约60μm,是传统离子渗氮的2倍以上;耐腐蚀性也比传统离子渗氮有进一步提高。0.2 L/min的空气流量得到的铁氧化合物主要是Fe_3O_4,空气流量≥0.4 L/min时,Fe_2O_3相增加,氮氧共渗效果变差。     

稀土对42CrMo钢等离子体氮碳共渗表层组织的影响

对42CrMo钢在不同温度和时间下进行有、无稀土添加的脉冲等离子体氮碳共渗的工艺进行研究。通过金相检验和XRD分析,归纳出稀土对等离子体氮碳共渗的影响。结果表明：稀土的添加改善了渗层的显微组织,并降低了渗氮初期的化合物层厚度;使渗层的e相含量降低,γ＇相含量增加;并且使表面氮含量提高。     

DC53钢的离子氮碳共渗工艺及稀土催渗研究

为了探究DC53钢的优化氮碳共渗工艺,对DC53钢在530℃不同共渗时间、NH3/CO2不同气氛比值、不同炉内气压情况下的离子氮碳共渗效果进行了研究.运用OM、XRD、SEM、EDS、显微硬度、摩擦磨损实验,对材料的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了分析.研究表明:对于冷作模具钢DC53,10 h、NH3/CO2为15∶1、炉内气压为800～1000 Pa时,氮碳共渗效果最好;随着稀土镧(La)的加入,渗层变厚且渗层与基体更致密,表层到心部的硬度梯度更小,氮碳共渗效果更佳.     

钛合金的离子碳氮共渗

本文初步证实,钛合金也和钢铁一样,也可以在含[C]、[N]的混合气氛中进行离子C、N共渗。可获得0.1～0.15mm的共渗层,其硬度可达HV935。     

45钢离子氮碳氧三元共渗与QPQ处理对比研究EI北大核心CSCD

盐浴复合(QPQ)技术为公认的能同时提高金属材料耐腐蚀性和耐磨性的表面改性技术,但其推广使用受到环保制约。为开发绿色高效表面改性技术,探索了离子氮碳氧三元共渗(PNCO)技术,并与QPQ技术改性效果进行了对比研究。选择45钢为原材料,分别采用PNCO技术和QPQ技术进行表面改性。利用光学显微镜及扫描电子显微镜、XRD、显微硬度计、摩擦磨损试验机、浸泡腐蚀实验对两种表面处理试样的截面显微组织、物相、表面及截面硬度、耐磨性和耐腐蚀性进行测试和分析。结果表明,在510℃×4 h工艺条件下,PNCO处理获得的化合物层厚度为20.14μm,有效硬化层厚度为59μm,截面最高硬度为760HV_(0.05),磨损率为1.39×10^(-3)g·N^(-1)·m^(-1),腐蚀失重率为0.39%。XRD结果分析表明,PNCO处理后渗层形成了Fe_(x)N化合物和以Fe_(3)O_(4)为主的氧化物相。PNCO和QPQ对比研究发现,两者表层硬度、耐磨性及耐腐蚀性均相近。本研究为绿色高效表面改性技术提供了可行的研究方向。     

离子软氮化介质的优选及42CrMo钢渗层特性的影响

在优选出CO_2+NH_3离子软氮化介质的基础上,重点研究了气氛比一例、炉压、渗氮温度对42CrMo钢渗层形成速度、化合物相组成物、耐磨性的影响。     

氮在离子氮碳共渗中的作用

研究了在离子氮碳共渗过程中氮对化合物层厚度的影响,同时对化合物层的微观组织结构和显微硬度进行了分析.结果表明:在离子氮碳共渗过程中,气氛中低氮势不利于ε相的生成,且渗层的显微硬度较低;高氮势有利于ε相的生成,同时提高了渗层的显微硬度;当氮势超过60%后对化合物层厚度影响不大.     

丙烷浓度对45钢离子碳氮共渗的影响

首次以丙烷作为供碳剂对45钢进行离子碳氮共渗。利用金相显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计研究了丙烷浓度对试样截面形貌、物相组成和表面硬度的影响。结果表明:随丙烷浓度的增加,化合物层厚度和表面硬度均呈现先增大后减小的趋势。当丙烷浓度为1.5%时,510℃离子碳氮共渗4h后,化合物层厚度和表面硬度分别达到最大值40μm和779HV0.05,同时得到以ε相为主,并伴有极少量渗碳体的最优物相组成。当丙烷浓度超过1.5%时,化合物层厚度和表面硬度均下降,这是由于渗碳体相含量随丙烷的增加而增加,并当丙烷浓度为2.5%时渗碳体成为主要物相,从而阻碍了C、N原子向基体内的进一步扩渗。     

35CrMo钢硫氮共渗层的摩擦学性能

目前,低温离子渗硫技术在石油钻杆丝扣上的应用还没有先例.应用离子渗氮与离子渗硫技术,在35CrMo钢表面制备了硫氮共渗复合层.采用自制的球-盘磨损试验机,在含铜润滑脂润滑条件下,对比研究了离子渗氮层与硫氮共渗层的摩擦磨损性能;采用白光干涉仪和扫描电子显微镜观察了表面改性层和磨损表面的形貌,利用纳米压痕仪测量了渗层的硬度和弹性模量,用X射线光电子能谱研究了磨损表面边界润滑膜的元素成分及其含量随深度的变化.结果表明,35CrMo钢经硫氮共渗处理后,表面比较粗糙,硬度较低,符合理想的摩擦表面要求;硫氮共渗层有了渗氮层的支撑,其减摩耐磨性能在低速低载下优于渗氮层,满足钻杆接头的使用性能要求.     

表面纳米化38CrMoAl钢的低温离子氮碳共渗

采用表面机械研磨处理（SMAT）技术实现了38CrMoAl钢的表面纳米化,并对表面纳米化后的样品进行了490℃离子氮碳共渗。采用扫描电镜、X-衍射、透射电镜、显微硬度仪等分析和测试手段,对处理后的样品进行观察分析及性能测试。结果表明：经SMAT处理的样品实现了低温离子氮碳共渗,渗层中渗入较多的氮、碳原子,并析出大量细小的高硬度化合物,获得了较好的硬度分布。     

离子碳氮共渗技术的研究与应用

离子碳氮共渗具有渗速快,渗层及表面质量好,变形小及节能的优点。850—870℃离子碳氮共渗后直接淬火,更适合于精密零件的热处理。实践证明这是具有推广价值的新工艺。     

钛铝基合金离子碳氮共渗及其耐磨性的研究

为提高TiAl基合金的耐磨性及抗高温氧化性,利用渗氮在TiAl基合金表面形成氮化物,以提高耐磨性;渗碳形成致密且与基体结合牢固的碳化物层,提高抗高温、抗氧化性;将二者结合,采用辉光离子碳氮共渗的方法,研究了渗层的相结构组成、不同工艺参数对TiAl基合金离子碳氮共渗后渗层厚度以及表面硬度和耐磨性的影响.结果表明:TiAl基合金共渗层是由碳氮化合物层与过渡层组成的复合相结构;随共渗温度的升高和时间的延长,渗层厚度增加;与未经共渗处理的试样相比,表面硬度及耐磨性显著提高.X射线衍射结果显示,渗层主要由TiC,TiN,AlTi3,Al2O3等组成.     

高速钢刀具的氧氮碳共渗试验小结

高速钢刀具的氧氮碳共渗,我们过去曾称之为"氧氮化处理",是在含有水蒸汽和活性氮、碳原子的气氛中,在表面同时渗入氧、氮、碳的过程.它是一种复合了蒸汽氧化和气体软氮化的新工艺.氧氮碳共渗剂是浓度为30～50%的甲酰胺水溶液,采取滴入井式炉直接热分解的供气方式. 刀具经表面除油、去锈和盐、碱使之呈中性后,在回火温度作1～2小时的共渗处理,使表面形成深约0.03～0.05毫米而呈蓝灰色的氧氮碳共渗层.渗层具有较高硬度,无脆性,抗粘屑和耐腐蚀的性能,赋予了刀具高的耐用度和防锈能力. X射线衍射结构分析及金相检验示出,渗层由二层组成:外层为呈分层状的氧化物(Fe_3O_4和极少量的αFe_2O_3);内层为氮碳     

钢的稀土氮碳共渗技术研究进展

稀土元素对氮碳共渗渗层的硬度、耐磨性等性能的提高起到了积极的作用,稀土在氮碳共渗中的作用及相关机理有待进一步研究。通过参考现有国内外报道的试验及机理研究,对钢的稀土氮碳共渗的发展过程、类型及稀土的加入方式、在共渗过程中的作用机理、对渗层及基体力学性能的影响进行了综合分析和总结。对钢的稀土氮碳共渗存在的问题进行了探讨,并给出了一些建议。     

齿轮用钢稀土碳氮共渗层摩擦学性能研究

研究了稀土元素对齿轮钢碳氮共渗过程及其摩擦磨损性能的影响.结果表面:稀土对齿轮钢碳氮共渗过程有明显的催渗作用;稀土在碳氮共渗中渗入钢表面起微合金化作用改善了渗层组织;稀土碳氮共渗处理后的抗干磨损性能及抗滑动磨损性能均明显优于普通碳氮共渗处理.     

42CrMo钢蜗杆开裂原因分析

42CrMo钢蜗轮蜗杆在装配时发现蜗杆表面开裂,通过宏观分析、化学成分分析、淬火表面残余应力测试、微观分析、金相检验、能谱分析、硬度测试等方法对蜗杆开裂的原因进行了分析。结果表明:该42CrMo钢蜗杆表面裂纹为淬火应力裂纹,蜗杆材料中的锰的质量分数偏高以及淬火过程中热应力与组织应力叠加导致蜗杆沿轴线方向开裂。     

42CrMo钢齿轮轴断裂原因分析

采用化学成分分析、断口分析、金相检验和力学性能测试等方法,对42CrMo钢齿轮轴断裂的原因进行了分析。结果表明:由于齿轮轴制造过程中的热处理工艺或方法不当,导致齿轮轴的力学性能偏低,在使用过程中发生了疲劳断裂。     

42CrMo曲轴钢喷丸强化有限元模拟

喷丸强化能够有效提高42CrMo曲轴钢的抗疲劳性能,且喷丸数值模拟是制定喷丸工艺方案、评估喷丸后工件表面疲劳抗力的主要理论工具。为了体现喷丸过程中的随机性,利用MATLAB软件提供的Rand随机函数产生弹丸的位置,建立随机喷丸模型,并在此模型基础上研究弹丸直径、弹丸材料、冲击速度以及覆盖率与残余应力间的分布规律,进一步讨论喷丸工艺对42CrMo曲轴钢表面粗糙度的影响。研究发现:随着弹丸直径以及速度的增大,残余应力增大,抗疲劳性能提高,但粗糙度也相应增大;随着覆盖率的增大,残余应力增大,表面残余应力分布更加均匀,稳定性提高;同时弹丸强度越高,残余应力越大。通过喷丸试验对随机多弹丸模型进行验证,为喷丸工艺的精确控制提供了科学依据和理论基础。     

调质42CrMo钢的弯曲微动疲劳实验研究

针对循环软化材料调质42CrMo钢进行了常规弯曲疲劳实验和弯曲微动疲劳实验,分析了常规弯曲疲劳和弯曲微动疲劳之间的差异,并讨论了循环弯曲载荷对疲劳寿命的影响。通过分析不同弯曲载荷下弯曲微动疲劳试样断口的形貌和不同循环次数下微动损伤的情况,揭示调质42CrMo钢弯曲微动疲劳过程中的损伤特性。研究结果表明：同一循环载荷作用下,弯曲微动疲劳的寿命明显低于常规弯曲疲劳的寿命;随着循环弯曲载荷的增大,弯曲微动疲劳的寿命降低更明显;微动引起的局部接触疲劳和局部塑形变形促进了弯曲微动疲劳裂纹的萌生和进一步扩展。