稀土催渗对耐蚀氮化的影响

针对Q235钢采用常规气体氮化，其耐腐蚀性能日渐不能适应工程应用要求的问题，探索了添加稀土催渗剂对Q235钢进行稀土催渗氮化的方法。详细研究了渗氮工艺对氮化层厚度的影响。测量了渗氮试样表层硬度沿渗层深度的分布及耐蚀性能与渗氮工艺的定量关系。所有实验与观察均为稀土与常规2种渗氮试样在相同条件下平行操作并做对比分析。采用X光荧光谱仪测量了渗层稀土元素的分布。用X射线衍射仪测量了渗层的相组成。用金相显微镜观察了2种渗氮试样的显微组织。研究结果得出，稀土催渗氮化比常规氮化显著增加了氮化层的厚度，其显微硬度与耐腐蚀性能大幅提高。600℃下渗氮2h为最适宜的稀土氮化条件。     

稀土在35CrMoRE钢离子渗氮中的催渗作用

对３５ＣｒＭｏ、３５ＣｒＭｏＲＥ钢进行离子渗氮、发现稀土钢渗氮层硬度提高,层深加厚,稀土元素具有明显的催渗作用,应用稀土钢可以较好地达到深层,快速离子渗氮的目的。本文还探讨了稀土元素对离子渗氮过程的催渗作用,提出了气团－通道模型。     

42CrMo钢的钛催渗等离子渗氮工艺

研究了不同渗氮时间下钛元素对42CrMo钢常规离子渗氮工艺的作用效果,表征分析了不同渗氮工艺下试样表面的渗层组织及性能。结果表明,钛催渗离子渗氮试样的表面硬度和渗层深度均明显高于常规离子渗氮。在535℃×3 h的工艺条件下,钛催渗离子渗氮试样渗层的表面硬度达到887.4 HV0.2,渗氮层厚度约为400μm。钛元素的加入促进了氮元素的渗透和扩散,在试样表面生成高硬度化合物TiN。相较于相同保温时间下的常规离子渗氮,钛催渗离子渗氮试样表面硬度提高了60 HV0.2,渗层厚度增加了80μm,渗氮效率提升了约25%。与常规离子渗氮相比,钛催渗离子渗氮工艺具有显著优势,不仅有利于改善渗层组织性能,增强渗氮效果,还提高了渗氮效率,使渗氮周期明显缩短。     

富铈稀土加入量对离子渗氮催渗效果的影响

以40CrNiMo钢和38CrMoAl钢为研究对象,在保证其它工艺条件不变的情况下,通过添加不同量的富铈稀土,分析了渗氮层深度、硬度及微观组织,揭示稀土含量与离子渗氮催渗效果的对应关系。结果表明:富铈稀土对40CrNiMo钢和38CrMoAl钢的催渗效果与稀土放入量成抛物线关系:催渗效果随着富铈稀土加入量的增加先提高而后降低;并且适量富铈稀土的加入,可有效降低40CrNiMo和38CrMoAl钢渗氮层中白亮层的厚度及脉状渗氮物的数量。     

奥氏体不锈钢稀土催渗离子渗氮工艺研究

对304、316L奥氏体不锈钢采用不同氮一氢比的气氛,在不同温度和不同保温时间进行了离子渗氮和稀土催渗离子渗氮。结果表明,经580℃在氮一氢比为1：3的气氛中稀土催渗离子渗氮9h,304和316L钢的渗层深度分别为0．12mm和0．112mm,表面硬度达1000HV0．1左右,与常规离子渗氮工艺相比,渗氮时间缩短了1h。     

35钢稀土快速盐浴渗氮技术及动力学分析

以35钢为材料,通过在盐浴中添加一定量稀土La进行快速稀土盐浴渗氮。利用光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计对渗层的显微组织、渗层厚度和硬度进行了测试和分析。研究结果表明:稀土La对盐浴渗氮具有显著的催渗效果,并且当稀土La添加量为5%时化合物层达到最厚。同时稀土盐浴渗氮可大幅度提高35钢表面硬度,经过848 K×2 h、5%稀土La盐浴渗氮处理后35钢次表面硬度最高达到835 HV0.01。稀土La盐浴渗氮中氮的扩散激活能可以从常规盐浴渗氮的270 k J·mol-1降低到134 k J·mol-1,表明稀土La对盐浴渗氮具有明显的催渗作用。同时对稀土La快速盐浴渗氮的机理进行了分析。     

稀土对N80油管离子渗氮的影响

通过稀土催渗离子渗氮与常规离子渗氮的对比,研究了稀土对N80油管离子渗氮工艺及渗氮N80油管性能的影响。通过对试样渗氮层进行组织分析、硬度分析和耐磨耐蚀性分析等,确定了稀土的加入可缩短离子渗氮的时间,提高渗氮层的厚度,增加渗氮层的显微硬度,有效提高试样的耐磨性和耐腐蚀性。     

38CrMoAl钢钛催渗等离子氮化工艺研究

目的 探究38CrMoAl钢钛催渗等离子渗氮工艺及机理.方法 在其他工艺参数确定的情况下,通过常规等离子渗氮与钛催渗等离子渗氮处理对比试验,研究38CrMoAl钢钛催渗离子渗氮处理随渗氮时间的变化规律.对试样进行表面硬度、渗层深度检测和显微金相组织与SEM形貌的观察,探究不同处理工艺的催渗效果及钛催渗等离子渗氮的机理.结果 在渗氮的前3 h,渗氮层厚度增加明显,当渗氮时间超过3 h后,其氮化层的厚度便趋于饱和.对比不同时间(3、5、8 h)钛催渗等离子渗氮的表面硬度,差距不大.综合得出38CrMoAl钢在渗氮温度535℃、氨气流量2.0 L/min的工艺参数下,钛催渗等离子渗氮效率最优的渗氮时间为3 h,其表面硬度为1160.8HV,渗层深度为300μm,优于常规离子渗氮8 h的作用效果.结论 38CrMoAl钢试样经过钛催渗等离子渗氮后,渗层的表面硬度和深度明显高于常规离子渗氮.钛的加入可以促使合金元素向表面富集,有利于表面合金化,提升渗氮效率,增强渗氮效果.     

38CrMoAl钢喷丸预处理与稀土催渗等离子多元共渗复合工艺研究

目的探索38CrMoAl喷丸预处理与稀土离子多元共渗复合强化新工艺的效果及其机理。方法通过设计正交实验筛选出最优处理工艺,在最优工艺参数条件下进行对比试验,分别测定渗氮后各试样的表面硬度及渗层厚度,观察其金相组织,利用SEM和能谱分析研究每组试样渗氮层的性能及产生原因。结果 38CrMoAl钢喷丸预处理与稀土催渗离子多元共渗的最优工艺参数为:渗氮温度540℃,氨气流量2.0 L/min,保温时间9 h。38CrMoAl钢试样的最大硬度为1221HV,渗层厚度为355μm。38CrMoAl钢试样的金相显微组织分析表明,喷丸预处理、稀土催渗对等离子多元共渗有促进作用,两者复合工艺的多元共渗作用效果大于单一稀土催渗和等离子多元共渗工艺。38CrMoAl钢试样渗层的能谱检测结果显示,复合处理工艺与单一处理工艺相比,在同一深度渗入的氮、碳、氧元素含量以及渗层深度均有明显提高。结论喷丸预处理与稀土催渗离子多元共渗工艺优于普通多元共渗和稀土多元共渗,喷丸和稀土的复合处理可以显著增强渗层厚度和渗入元素含量,有利于材料表面性能的提升。     

预氧化+稀土铈对42CrMo钢离子渗氮的影响

针对离子渗氮渗层浅及生产周期长等技术难题,采用预氧化与稀土复合催渗对工程常用结构钢42CrMo进行了离子渗氮。利用显微硬度计、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等对渗氮速率、渗氮层组织、表面形貌等进行了系统的研究。结果表明,经400 ℃×1 h氧化+0.6 cm²/kg(铈表面积/装炉量)稀土的复合催渗工艺具有最佳催渗效果;与无催渗试样相比,优化后的复合催渗不仅提高了渗氮效率,同时减少了脉状氮化物,且降低了渗氮层的硬度梯度。     

Improvement of corrosion and wear resistances of AISI 420 martensitic stainless steel using plasma nitriding at low temperature

The influence of low temperature plasma nitriding on the wear and corrosion resistance of AISI 420 martensitic stainless steel was investigated. Plasma nitriding experiments were carried out with DC-pulsed plasma in 25% N₂ + 75% H₂ atmosphere at 350 °C, 450 °C and 550 °C for 15 h. The composition, microstructure and hardness of the nitrided samples were examined. The wear resistances of plasma nitrided samples were determined with a ball-on-disc wear tester. The corrosion behaviors of plasma nitrided AISI420 stainless steel were evaluated using anodic polarization tests and salt fog spray tests in the simulated industrial environment.The results show that plasma nitriding produces a relatively thick nitrided layer consisting of a compound layer and an adjacent nitrogen diffusion layer on the AISI 420 stainless steel surface. Plasma nitriding not only increases the surface hardness but also improves the wear resistance of the martensitic stainless steel. Furthermore, the anti-wear property of the steel nitrided at 350 °C is much more excellent than that at 550 °C. In addition, the corrosion resistance of AISI420 martensitic stainless steel is considerably improved by 350 °C low temperature plasma nitriding. The improved corrosion resistance is considered to be related to the combined effect of the solid solution of Cr and the high chemical stable phases of ?-Fe₃N and α_N formed on the martensitic stainless steel surface during 350 °C low temperature plasma nitriding. However, plasma nitriding carried out at 450 °C or 550 °C reduces the corrosion resistance of samples, because of the formation of CrN and leading to the depletion of Cr in the solid solution phase of the nitrided layer.     

不锈钢低温渗氮/渗碳S相渗层技术的研究进展

奥氏体不锈钢通过低温渗氮/渗碳,获得含氮/碳固溶饱和的扩散层,即S相渗层,不仅提高了不锈钢表面硬度,而且还提高了不锈钢的耐蚀性。本文综述了不锈钢S相渗层研究与应用技术的最新研究进展,分析了低温离子渗氮/渗碳、气体低温渗氮/渗碳、高温渗氮固溶淬火及离子注入渗氮技术的工艺特点。讨论了S相渗层的力学性能和耐蚀性能,分析了国内S相低温渗层技术工业应用存在的问题,展望了S相技术的发展前景。     

循环N/C/O/S离子共渗对316Ti钢组织及耐腐蚀性的影响

采用常规离子渗氮、循环离子渗氮、循环N/C/O共渗及循环N/C/O/S共渗四种不同工艺分别对316Ti不锈钢铆钉进行处理,并对试样进行表征,分析了循环渗氮工艺及共渗元素C,O和S对316Ti钢渗层组织及耐腐蚀性的影响。结果表明:与常规离子渗氮相比,循环渗氮的试样渗层更深,耐腐蚀性基本不变;N/C/O共渗中,C和O元素的加入有利于提高渗层深度并抑制CrN的析出,降低基体表面贫Cr程度,提高处理后试样的耐腐蚀性;共渗介质中加入S元素,会降低共渗试样的耐腐蚀性。     

马氏体不锈钢不同渗氮方法对比试验

采用离子渗氮、液体渗氮及气体渗氮对耐蚀耐热马氏体型热稳定不锈钢1Cr12Ni2WMoVNb进行表面改性,研究了不同渗氮方法下不锈钢的硬度、组织形貌、物相变化及脆性,并对3种渗氮方法下不锈钢的耐蚀性及耐高温磨损性能进行了比较。结果表明:3种渗氮方法均可大幅度提高不锈钢的表面硬度,且不同渗氮处理后不锈钢的渗层组织结构大致相同,但表面物相有所差异,离子渗氮后的表面物相主要为Fe₄N及少量CrN相,液体渗氮后为Fe₃O₄及ε相,气体渗氮后为Fe₃O₄、Fe₄N及少量ε相;3种渗氮方法均可提高不锈钢的耐磨损性能,特别是在500~600 ℃下的高温耐磨性得到了大幅提升,但不锈钢渗氮后的耐蚀性均有所降低。     

纯钛离子氮化层在人工唾液中的耐蚀性

用浸泡法和电化学法研究了纯钛（TA2）基体材料及其离子氮化层在人工唾液中的腐蚀行为。浸泡法研究表明,试样随着浸泡时间的延长而增重,而离子氮化层增重明显减缓,其腐蚀速率远小于TA2基材;电化学法研究表明,离子氮化层的自腐蚀电位较TA2基材提高,而腐蚀电流密度和腐蚀速度减小。由失重法和电化学法得出一致结论,离子氮化处理提高了TA2在人工唾液中的耐蚀性。     

Effect of nitriding on the electrochemical behaviour of Ti‐Al‐Mn alloy

The effect of technological conditions of nitriding such as process time duration and chemical composition of saturating medium, on the corrosion behaviour of nitrided coatings in 14 M solution of sulphuric acid was analyzed. The investigations were done on the alloy Ti‐5,0 Al‐2,0 Mn. The nitriding was carried out in nitrogen both at atmospheric pressure and rarefied nitrogen pressure (1 Pa) at the temperature 850°C and time processing in the range from 5 to 20 h in nitrogen‐containing gas only, and in powder electrode graphite and nitrogen‐containing gas. It was shown that technological conditions of nitriding determine the protective properties of nitrided coatings. It was indicated that the optimal structure of the nitride layer for best corrosion protection is the thin nitride TiN_x with high surface quality and a gas‐saturated layer. Nitriding in graphite powder effects positively the protective properties of nitride coatings due to reducing the nitride‐forming process.     

离子渗氮温度对X80管线钢渗氮层在 3.5%NaCl溶液中耐蚀性能的影响

研究了X80管线钢在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明：经离子渗氮的样品,表面硬度显著提高,且随渗氮温度的升高而增加;渗氮层的耐蚀性明显优于基体材料,腐蚀电流密度降低一个数量级;腐蚀电位明显正移。当渗氮温度为450 ℃时,样品渗氮层由ε相和少量的γ '相构成,表面硬度约为810 HV,耐蚀性最好,腐蚀电流最小,约为0.56 μA/cm²,腐蚀电位最高,约为-214 mV。当渗氮温度为570 ℃时,样品渗氮层全部为γ '相,表面硬度约为930 HV,耐蚀性明显降低。离子渗氮温度显著影响X80钢表面渗氮层的相组成,引起表面硬度和耐蚀性不同。     

Plasma nitriding of AISI 304 austenitic stainless steel with pre-shot peening

AISI 304 austenitic stainless steel was plasma nitrided at the temperature ranging from 410 to 520 °C with pre-shot peening. The structural phases, micro-hardness and electrochemical behavior of the nitrided layer were investigated by optical microscopy, X-ray diffraction, micro-hardness testing and anodic polarization testing. The effects of shot peening on the nitride formation, nitride layer growth and corrosion properties were discussed. The results showed that shot peening enhanced the nitrogen diffusion rate and led to a twice thicker nitrided layer than the un-shot peening samples under the same plasma nitriding conditions (410 °C, 4 h). The nitrided layer was composed of single nitrogen expanded austenite (S-phase) when nitriding below 480 °C, which had combined improvement in hardness and corrosion resistance.     

38CrMoAlA、40Cr钢经不同渗氮工艺处理后的性能研究

研究了38CrMoAlA和40Cr钢经气体渗氮、气体氮碳共渗、离子渗氮处理后渗氮层的组织、硬度、摩擦磨损和腐蚀性能。试验结果表明，38CrMoAlA钢渗氮层的硬度及在3．5％NaCl溶液中的耐蚀性能高于40Cr钢，但抗摩擦磨损性能不如40Cr钢。依气体渗氮、气体氮碳共渗到离子渗氮的顺序，渗氮层的抗磨损性能逐次提高，但抗腐蚀能力逐次降低。从钢的化学成分、渗氮层的硬度和韧性出发，对38CrMoAlA和40Cr钢渗氮层的性能差异进行了分析与总结。     

固体渗氮C422钢的显微结构及其缺口敏感性

目的 针对固体渗氮C422(22Cr12NiMoWV)钢,开展渗氮层显微组织结构及其缺口敏感性的研究,为C422汽轮机阀杆服役可靠性评价提供技术支持.方法 采用固体渗氮剂对C422钢表面进行渗氮,通过渗氮层的成分与物相检测、显微组织结构观察、力学性能测试及断口形貌分析,揭示不同温度及时间条件下C422钢渗氮层的显微组织...