球铁和灰铁碳氮共渗表面强化技术及其抗磨损性能研究

对球墨铸铁和灰铸铁铸造曲轴试样调质预处理,制备成圆片状试样,预磨抛光处理后,进行离子碳氮共渗工艺处理,加热至570℃保温6 h炉冷至室温,制备成碳氮共渗试样,对共渗前后试样做金相和磨损性能试验结果表明:试样共渗后表层有明亮层,渗层厚度为120~210μm,硬度明显增加;试样共渗后表面硬度的显著提高,对耐磨损性能有较大的改善。对比试验结果证明:离子碳氮共渗后铸铁耐磨性有所提高,球墨铸铁比灰铸铁耐磨损性能有较大改善,提高显著。     

碳氮共渗对60Si2Mn旋耕刀组织和性能的影响

对60Si2Mn旋耕刀进行碳氮共渗处理。结果表明:其碳氮共渗层厚度为0.8 mm,表层有0.6μm氮化物层。随回火温度提高,共渗层中粒状碳化物增多,表面硬度下降,硬度梯度均比较平缓。旋耕刀试样经碳氮共渗处理和200℃回火后,进行环-块对磨,质量损失仅有普通成品刀的20%。应用试验发现,旋耕刀经碳氮共渗和200℃回火后,其使用寿命比普通的旋耕刀提高50%,可节省换刀时间,有效提高耕地效率。     

柴油机零件的氮碳共渗

对柴油机球墨铸铁曲轴和合金铸铁导套采用氨气、二氧化碳和氮气的混合气体在570℃氮碳共渗4～5 h。测定了经过和未经过氮碳共渗处理的曲轴的疲劳性能和导套的耐磨性能。结果表明:经氮碳共渗的曲轴的疲劳强度较未经氮碳共渗的曲轴高46%;经500 h的耐久试验后,经过氮碳共渗的导套的最大磨损量仅为0.01 mm,其耐磨性与未经氮碳共渗的导套相比有了明显的提高。     

压痕对氮碳共渗S38C钢疲劳性能的影响

研究了压痕对未处理和氮碳共渗S38C钢试样疲劳性能的影响,并将未处理试样疲劳试验结果与Murakami模型计算结果对比,运用扫描电镜分析两类试样的断口形貌。结果表明,未处理试样疲劳强度随着压痕尺寸的增大而降低,和计算结果没有差别。氮碳共渗可将光滑试样疲劳强度提高12%,氮碳共渗试样压痕引发化合物层产生的微裂纹导致试样疲劳强度迅速下降。     

马氏体轴承钢碳氮共渗滚动接触疲劳失效机理EI北大核心CSCD

碳氮共渗工艺应用广泛,但对碳氮共渗后零部件的滚动接触疲劳失效机理研究较少。采用气体碳氮共渗对马氏体轴承钢进行表面改性处理,对碳氮共渗试样进行滚动接触疲劳试验,研究碳氮共渗对轴承钢滚动接触疲劳性能的影响及其失效机理。研究结果表明:碳氮共渗试样表面硬度、残余应力和残余奥氏体含量显著提高,使得其接触疲劳寿命明显高于常规试样。疲劳裂纹萌生于表面和亚表面,其中大量表面平行裂纹主要由表面白色蚀刻层硬度梯度变化而导致,表面材料受到严重微观塑性变形产生晶粒细化;亚表面裂纹萌生位置受最大应力的分布和渗层厚度的影响。表面和亚表面疲劳裂纹的扩展和连接最终导致碳氮共渗试样出现浅层剥落和分层剥落的失效形貌。     

大型轧机拉杆离子氮碳共渗+后氧化复合工艺

针对东南亚沿海地区使用的大型轧钢机拉杆(材料为42CrMo钢)易发生腐蚀磨损的问题,采用单热源脉冲离子渗氮炉对拉杆进行氮碳共渗+后氧化复合处理。通过对模拟试样的预氧化工艺、氮碳共渗工艺及后氧化工艺的研究,得到了满足产品要求的复合处理工艺：350℃×2 h预氧化;550℃×24 h氮碳共渗(炉压为260 Pa, NH₃∶CO₂=20∶1)和520℃×2 h氮氧共渗(炉压为300 Pa, NH₃∶O₂=6∶1),共渗完毕,关闭电源,同时以0.5 L/min向炉内通入空气,直至炉温降到300℃,打开炉盖,待试样冷至150℃左右,迅速在试样表面均匀涂上防锈油。在此复合工艺下,渗层深度达到0.39～0.41 mm,化合物层达到10～12μm,与同工艺无预氧化试样渗层及化合物层厚度相比均增加;经盐雾试验检测,试样在70 h后出现腐蚀斑,和只经氮碳共渗处理无后氧化处理相比,耐蚀性提高。     

氧化表面的碳氮共渗

试验表明1,2,3钢制零件表面上存在的,显出颜色的薄层氧化膜会加速渗碳或碳氮共渗的扩散饱和过程。这一点使我们产生了进一步研究对带有氧化皮表面的热轧件或锻造件进行碳氮共渗之可能性的兴趣。用热轧钢20X,40X,20XCHM制造尺寸为100×25×12mm的试棒。试样的一个面保留氧化皮,与之相对的一个面通过机械加工除去氧化皮和脱碳层。还有一部份试棒经过了     

含0／5%C,1%Cr碳氮共渗钢的激光淬火

本文研究了５０ＣｒＶ４钢的碳氮共渗和激光加热淬火复合处理。在５７０℃经４或８小时碳氮共渗前进行正火或调质预先处理，获得了表面和截面的显微组织，表面层形貌，碳氮氧的浓度梯度和硬度一深度图。试说明激光淬火功率，扫描速度和离焦量与取得的显微组织及硬度分布之间的关系。     

一种提高锻模寿命的新工艺 碳氮共渗—强韧化复合热处理

本文针对锻模的脆断和热磨损失效,提出了一种高温碳氮共渗直接淬火 高温回火的锻模碳氮共渗-强韧化复合处理工艺,并进行了对比试验。试样试验表明,新工艺的高温硬度、热循环稳定性、抗高温氧化性、室温磨损抗力以及室温和高温裂纹冲击韧性均有改善,热磨损抗力大幅度上升,但热疲劳抗力下降。生产应用表明,经新工艺处理的锻模,由于表层与心部性能有良好配合,平均寿命约提高50～200%。     

水溶性聚合物淬火剂在碳氮共渗件淬火中的使用

评估了水、10%的水溶性聚合物溶液以及常规淬火油对碳氮共渗件的淬火性能,并比较了经各种介质冷却后的淬火态和调质态的显微组织.淬硬层中的典型组织为气体碳氮共渗产物（碳氮化合物）-马氏体-残留奥氏体,心部组织为马氏体-残留奥氏体或贝氏体-残留奥氏体.通过研究残留奥氏体和氮碳化合物的含量对硬度、耐磨性和冲击强度的影响,表明使用10%的水性聚（亚烷基）二醇淬火液淬火时的效果最佳.     

低温离子硬化处理对AISI 420不锈钢组织与性能的影响

研究了低温离子渗氮、离子氮碳共渗和离子渗碳硬化处理对AISI 420马氏体不锈钢的显微组织、表面硬度、耐蚀性、耐磨性的影响。结果表明,离子渗氮、氮碳共渗和离子渗碳处理都可提高马氏体不锈钢的表面硬度;经不同工艺处理后的试样,除500 ℃×4 h渗氮工艺外,其他不锈钢试样表面的耐蚀性均未出现明显降低,当渗氮温度过高（500 ℃）时,由于CrN的析出使得渗氮层的耐蚀性显著下降;磨损试验的结果表明,离子渗碳处理后硬化层的耐磨性最佳。     

20CrMnTi钢渗碳及碳氮共渗的疲劳性能及耐磨性

全面对比了20CrMoTi钢渗碳及碳氮共渗的弯曲疲劳抗力、接触疲劳抗力和耐磨性。结果表明,碳氮共渗试样的上述性能均明显优于渗碳试样。     

非重载齿轮硫氮碳共渗层组织与抗胶合、承载特性

较系统的理化检测与抗胶合台架试验结果表明,经硫氮碳共渗的35CrMoV齿轮的抗胶合、承载能力高于20CrMo浅层渗碳(层深0.8～1.0mm)淬火、回火齿轮。测量了共渗后齿面的磨损趋势,并对磨损机理进行了研究,指出用中碳或中碳合金钢调质加硫氮碳共渗取代低碳系列钢浅层渗碳(≤1mm)或碳氮共渗工艺制造非重载齿轮,既可保证质量、减小变形,又能减少工序、大幅度节约能源和降低成本。     

TA2钛合金真空感应碳氮共渗组织及耐磨损和耐腐蚀性能

通过真空感应碳氮共渗技术对纯钛合金(TA2)在900 ℃下进行表面改性处理,并研究了经过碳氮共渗处理后TA2钛合金表面强化层的组织结构、耐磨损及腐蚀性能。结果表明:经900 ℃碳氮共渗处理后,TA2钛合金表面生成了一层以C_0.3N_0.7Ti为主的复合层;表层的显微硬度高达2236 HV0.25,相较于未经碳氮共渗处理的试样提高了约4.4倍;碳氮共渗后试样表现出典型的氧化轻微磨损特征。在模拟体液(SBF)溶液中,碳氮共渗TA2钛合金试样的腐蚀电位向正移动,自腐蚀电流密度明显降低,耐蚀性提高。     

离子硫氮碳共渗复合氩原子轰击热处理工艺研究

采用离子硫氮碳共渗+氩原子轰击+离子硫氮碳共渗工艺对35CrMo钢进行了深层离子硫氮碳共渗。氩原子轰击试验表明:氩原子轰击使工件表面的化合物层呈柱状晶形貌,大大提高了氮在化合物层中的扩散能力,保持了扩散层中氮的浓度梯度,从而为氮的继续渗入提供了通道。35CrMo钢制风冷机齿轮经6 h离子SNC共渗+1 h 氩原子轰击+6 h离子SNC共渗处理,有效渗层(HV>500)达0.2～0.3 mm,总渗层达到0.5～0.6 mm,使用寿命明显提高。     

氮碳氧复合处理(QPQ)对MPS700A钢组织与性能的影响

采用氮碳氧复合处理(QPQ)技术对耐蚀耐热不锈钢MPS700A钢进行表面改性,分别进行(450～500)℃×5 h和(550～570)℃×3 h盐浴氮碳共渗试验,氧化处理工艺均为400℃ ×30 min.对QPQ处理后试样渗层的表面形貌、表面硬度、脆性及其耐磨性进行了分析.结果表明:渗层主要由氧化膜层、疏松层、化合物层...     

质子辐照对钨机械性能的影响

钨在氚加速器(APT)以及加速器驱动转换装置(ADTF)中，作为靶材料用于产生中子。辐照温度与钨的塑-脆转变温度相近，钨的塑-脆转变温度取决于其杂质含量，晶粒尺寸及热处理制度，热处理温度一般在65℃~700℃之间。因此，钨的机械性能对该温度区间试样表面粗糙度非常敏感，致使测量它的实际拉伸性能变得困难，样品在屈服前的弹性区内就发生断裂，为了避免脆性断裂，美国材料科技人员用压缩试验和硬度试验对经质子辐照后的钨棒机械性能进行了研究。 试验中所用含钨99.95%的2种纯钨棒φ2.6mm，φ3.2mm是普兰西公司通过粉末冶金法，经过热压、…     

40Cr钢液相等离子体电解氮碳共渗层的组织与性能

在NaCl溶液和甲酰胺组成的电解液中,应用液相等离子体电解氮碳共渗技术对调质态40Cr钢进行处理,表面得到氮碳共渗层,研究了其组织与性能。结果表明,经液相等离子体电解氮碳共渗处理后,试样表面为多孔形貌,处理10 min后渗层厚度可达38μm,渗层由两层白亮层和过渡层组成。XRD分析表明外白亮层由ε-Fe2-3N、Fe5C2、Fe3C和α-Fe(N)马氏体组成,SAED分析证明内白亮层为α-Fe(N)马氏体。渗层的显微硬度最高可达650 HV0.05,经氮碳共渗处理后试样的腐蚀速率远小于40Cr钢基体的腐蚀速率。     

硫碳氮共渗及稀土的作用

在渗剂中不加稀土和加入不同量稀土的条件下，对３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢进行了硫碳氮共渗试验。用金相法和显微硬度法测定了硫碳氮共渗动力学曲线。利用二次离子质谱仪和Ｘ射线光电子能谱仪，对稀土在试样表面分布与存在状态进行了研究。结果表明，适量稀土对硫碳氮共渗具有明显的催渗作用；稀土能渗入钢中，渗入试样表面的稀土以氧化物和固溶态的形式存在；稀土通过促进碳氮硫原子在表面的吸附及破坏表面氮化层，清洁界面，加速硫碳氮共渗     

不同表面处理的H13钢耐铝液腐蚀的对比分析

H13钢试样经真空热处理后,分别对其进行渗氮和碳氮硫共渗处理,然后浸入700 ℃高温熔融铝液中进行腐蚀试验,并对腐蚀前后试样的截面组织形貌、质量损失及相成分进行了详细分析。结果表明:渗氮试样与碳氮硫共渗试样的渗层界面结合方式相似,渗层光滑致密,与基体分界较为平整。碳氮硫共渗试样的表面化合物区存在Fe₃N、Fe₂N、FeS、Fe₃C相,其中FeS相是典型的密排六方晶体结构,且硬度较高;渗氮试样表面化合物区存在Fe₃N、Fe₂N相,渗层的表面硬度高于碳氮硫共渗试样。在相同的腐蚀条件下,真空热处理试样的质量损失为7.5 g,质量损失率为21.1%,渗氮试样的质量损失为4.1 g,质量损失率为11.2%,碳氮硫共渗试样的质量损失为0.8 g,质量损失率为2.2%。试样中的铁铝化合物呈锯齿状嵌入基体,厚度分别为184.75、88.56和35.88 μm;经铝液腐蚀后的主要化合物均为Fe₂Al₅,其中碳氮硫共渗试样由于S、C的加入,可与H13钢基体形成FeS和Fe₃C,表现出最佳的耐高温铝液腐蚀性能。