31CrMoV9钢深层渗氮工艺研究

对31CrMoV9钢在500~520℃氮势分段可控渗氮工艺进行了研究。结果表明:31CrMoV9钢在520℃深层渗氮,强渗期高氮势,扩散期低氮势的渗氮工艺,获得深硬化层,渗氮时间较短,表面硬度高,表面脆性Ⅰ级;在500℃~510℃渗氮,强渗8 h,氮势K_n=5.0~6.5,扩散4 h,K_n=1.5~2.5,渗氮后,渗氮层表面硬度800~860 HV,硬化层深度0.19~0.22 mm,表面脆性Ⅰ级;在515~520℃渗氮,强渗8 h,K_n=5.0~6.5,扩散4 h,K_n=1.5~2.5,渗氮后,渗氮层表面硬度710~800 HV,硬化层深度0.24~0.28 mm,表面脆性Ⅰ级。     

55钢的离子渗氮

对尺寸为10 mm×10 mm×3. 5 mm的55钢试样分别在470、500、530和550℃离子渗氮8 h。采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和显微硬度计检测了渗氮层的显微组织和硬度,目的是研究离子渗氮温度对55钢渗层组织和性能的影响。结果表明:55钢离子渗氮层的相组成主要为γ'相、ε相和少量的α-Fe相,且随着离子渗氮温度的升高,渗层中ε相的含量逐渐升高,γ'相和α-Fe相的含量逐渐降低;渗层深度与离子渗氮温度之间的关系可用公式X~2=9. 7×10~5·e~(-78 400/RT)·t表达。470℃离子渗氮的55钢表面硬度为821 HV0. 1,530℃离子渗氮的提高到了841 HV0. 1,但550℃渗氮的下降到了787 HV0. 1,这是由于温度升高后氮化物粗化和表面疏松所致。     

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。     

离子渗氮工艺对液压柱塞用38CrMoAl钢组织和性能的影响

对液压柱塞用38CrMoAl钢进行了低温离子渗氮,采用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计对处理后的38CrMoAl钢试样的显微组织、表面硬度和渗层脆性进行了分析。研究结果表明,相比于510 ℃常规离子渗氮,38CrMoAl钢经450 ℃×6 h低温离子渗氮后无白亮层产生,且XRD表明38CrMoAl钢表面无γ'-Fe4N相生成。同时,压痕周围无裂纹产生且硬度高于510 ℃×6 h常规离子渗氮。     

40Cr钢循环离子渗氮工艺及渗层硬度研究

目的探索循环离子渗氮与常规恒温离子渗氮技术的工艺效果。方法先对试样进行调质处理,分组进行离子渗氮,固定氨气和乙醇的流量,改变渗氮时间和渗氮温度两种工艺参数及渗氮工艺,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,并分析每组试样渗氮层的性能。结果循环离子渗氮530 6 h℃试样的表面硬度最高,随着渗氮温度的升高和渗氮时间的延长,试样的表面硬度增加,但是当温度超过530℃、时间超过6 h后,试样的表面硬度反而降低。循环渗氮550 10 h℃试样的渗层厚度最厚,随着渗氮温度的升高和渗氮时间的增加,试样的渗层厚度变厚,但时间超过6 h后,渗层厚度的增加较缓慢,6、8、10 h试样的渗层厚度差别不大。相同的渗氮温度下,循环渗氮6 h的试样的渗层厚度基本与常规恒温渗氮10 h试样的渗层厚度一样,相同渗氮时间内,循环渗氮510℃的试样的表面硬度高于恒温渗氮550℃试样的表面硬度,且两者的渗层厚度相差不多。结论循环离子渗氮工艺优于常规的恒温离子渗氮,循环离子渗氮550 8 h℃试样的综合性能最好。     

Q235钢离子渗铬及渗氮复合处理的耐磨性

利用针状铬丝在Q235钢表面进行1000 ℃×4 h等离子渗铬,对渗铬试样分别进行(480、520、560 ℃)×6 h的离子渗氮处理.对经过渗铬和离子渗氮处理的试样进行磨粒磨损耐磨性试验.结果表明,Q235钢渗铬后表面铬含量为22wt%,渗层厚度为50 μm.渗铬层经渗氮处理形成了含铬氮化物(CrN、Cr2N)及少量含铬碳化物(Cr23C6)组成的表面强化层,表面显微硬度最高达1500 HV0.1.磨粒磨损试验表明,与未处理Q235 试样比较,渗铬并经过480、520、560 ℃离子渗氮处理的试样耐磨性分别提高了1.50、3.05和1.44倍;520 ℃离子渗氮试样较T10钢淬火+低温回火试样及3Cr13离子渗氮试样分别提高了2.20倍和2.73倍.     

30CrMoV9钢的离子渗氮工艺及渗层的组织和性能

对30CrMoV9钢进行了505℃保温不同时间的离子渗氮处理。采用金相检验、硬度测试检测了渗氮层的显微组织和性能,并通过硬度试验验证用了不同腐蚀剂显示的渗层深度。结果表明,离子渗氮时间对渗氮层深度没有异常影响;用马氏试剂显示的渗氮层比用4%硝酸酒精溶液显示的渗层深;脉状组织采用4%硝酸酒精溶液浸蚀更合适。     

强力喷丸对4Cr5MoSiVl钢离子渗氮的影响

对调质后的4Cr5MoSiVl钢进行强力喷丸处理,将喷丸处理后的试样在520℃下离子渗氮1 h。采用光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪和X射线衍射仪对比分析了喷丸和未喷丸试样亚表层的显微组织、渗层深度、硬度分布及表面物相组成。结果表明,在520℃离子渗氮l h的情况下,喷丸的催渗效果十分明显,喷丸后渗氮层深度从31.6μm增至52.5μm,表面层显微硬度从986 HV增加到1084 HV。喷丸试样的渗氮层与未喷丸试样相比,表面物相及含量都有不同。     

离子渗氮工艺参数对4Cr5MoSiV钢表层组织与性能的影响

目的 研究离子渗氮的温度及时间对4Cr5MoSiV钢渗氮层组织、表面硬度及耐磨性的影响,获得提高硬度、耐磨性的最优工艺参数。方法 对4Cr5MoSiV钢表面进行离子渗氮处理,渗氮温度分别为450、480、510、540 ℃,保温时间分别为5、10、15、20 h。利用维氏显微硬度仪测量渗层深度及表面硬度;利用X射线衍射仪分析渗层物相组成;利用摩擦磨损试验机评价试样耐磨性;通过扫描电镜观察表面磨痕区域。结果 离子渗氮渗层表面的物相主要为γ''-Fe4N相和ε-Fe2~3N相。在实验范围内,随着温度的升高或时间的增加,材料渗层深度、表面硬度增加,磨损率减少,但当温度过高或时间过长时,表面硬度下降,磨损率增加。在480 ℃的条件下进行20 h离子渗氮的材料,表面具有最好的摩擦学性能,表面硬度为1147 HV0.2,磨损率为2.13×10-5 mm3/(N?m),渗氮层深0.24 mm,化合物层深14.05 μm,摩擦系数为0.45,磨损状态为磨粒磨损。结论 离子渗氮是适合于变截面弹簧的表面强化方式,可以在材料表面形成具有一定厚度、均匀分布的渗氮层组织,显著提升表面硬度和耐磨性,降低摩擦系数。     

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.     

液压柱塞泵用30CrMoV9钢的调质与气体渗氮工艺

为提高液压柱塞泵用30CrMoV9钢的综合性能及表面的耐磨性和抗疲劳性,对30CrMoV9钢的调质工艺及粗加工后的气体渗氮工艺进行了研究,对调质硬度、渗氮层深度、渗氮后的显微组织、渗氮层硬度等进行了测试。结果表明,经900 ℃淬火及630～640 ℃的回火处理后,30CrMoV9钢可满足硬度在28~35 HRC的要求;调质态30CrMoV9钢进行气体渗氮处理后,表面平均硬度可达750 HV0.5以上,可有效提高零件的接触疲劳强度。     

球铁曲轴加氧渗氮工艺研究

球铁曲轴常常由于渗氮层薄、质量不稳定而引起断裂失效，本课题研究了球铁曲轴加氧渗氮工艺。对球铁试样经570℃、580℃，不同氨气流量和氧加入量渗氮4h后的表面硬度、渗层深度及渗层组织进行分析，结果表明，加氧渗氮可获得比常规气体氮碳共渗更高的表面硬度和渗层深度。优选出的适合于球铁曲轴的加氧渗氮工艺为：570℃保温4h，氨气流量2000L／h，氧气流量10L／h，炉压35mm水柱；或580℃保温4h，氨气流量1800L／h，氧气流量10L／h，炉压35mm水柱，二种工艺均可获得深度超过0．20mm、表面硬度600HV0．1以上的渗层。     

20钢低温盐浴渗铬工艺及性能研究

对20钢试样离子渗氮后在900℃以下进行盐浴渗铬,分析了渗铬层的形成过程、成分、组织和相结构,并对20钢试样离子渗氮以及渗氮后渗铬进行了硬度对比分析.结果表明,渗氮后进行渗铬能有效提高钢件的表面硬度.低温复合渗铬的保温温度的提高能够提高渗铬扩散速度,以获得更大的渗铬层厚度,且在保温6h的条件下获得了最佳渗铬层组织.     

一种Cr-Mo-V渗氮钢的合金设计及性能测试

针对渗氮性能、热稳定性及淬透性要求,在33CrMoV12-9和40CrMoV13-9钢基础上调整化学成分,并借助JmatPro软件探究其热强性,设计了BTHJ渗氮钢。晶粒度、端淬试验以及与38CrMoAl钢对比进行的渗氮和热稳定性试验表明：920 ℃奥氏体化后BTHJ钢的晶粒度为10级,淬透深度可达80 mm;调质后经550 ℃保温60 h,硬度维持在40 HRC以上,具有较好的热稳定性;气体渗氮后表面硬度1017 HV0.2,渗氮层硬度梯度平缓,无脉状组织,渗氮性能良好,各项性能均优于38CrMoAl钢。     

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。     

3.5NiCrMoV钢的离子渗氮层

对经正火和860℃油淬、640℃回火的含0.25%C、3.75%Ni、1.62%Cr、0.33%Mo和0.09%V(质量分数)的3.5NiCrMoV钢,分别在520℃、550℃、570℃离子渗氮18 h。检测了渗氮层的组织、表面硬度和硬度梯度及基体组织。试验结果表明:在520～570℃离子渗氮的3.5NiCrMoV钢基体组织没有明显变化;随着渗氮温度的提高,渗层深度增加表面硬度下降。此外,采用硬度法测定的渗氮层深度与采用金相法测定的基本一致。     

SVP40CES1钢连杆的气体渗氮

SVP40CES1钢连杆需进行气体渗氮,要求渗层深度≥0.3 mn,在0.05 mm深度处硬度≥1 000 HV1,脆性Ⅰ~Ⅱ级。经多次渗氮工艺试验,最终确定该连杆采用新型BBN渗氮炉进行三段渗氮:490℃×3 h×25%,540℃×16 h×25%,以及530℃×21 h×35%。结果,连杆的渗层深度为0.34 mm,0.05 mm深度处硬度为1096 HV1,其他质量指标也达到了要求。     

喷丸对H13钢等离子渗氮处理的影响

对经1020℃淬火560℃、610℃和560℃三次回火后的H13钢进行喷丸处理,将喷丸处理后的试样在550℃下等离子渗氮1h.采用光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪和X射线衍射仪观察和分析,对比了喷丸和未喷丸试样亚表层的显微结构,等离子渗氮后的渗层深度、截面硬度及表面物相组成.结果表明,在550℃渗氮1h的情况下,喷丸的催渗效果十分明显,喷丸后渗氮层深度从30.4μm增至51.4μm,喷丸形成的高密度胞状位错对催渗起了决定性的作用.喷丸试样的渗氮层与未喷丸试样相比,表面物相的含量不同,表面硬度较高,渗层的硬度梯度稍平缓一些.     

测定722M24钢高温离子渗氮特性曲线

722M24(E0B)钢试样经510～590℃、100小时离子渗氮后,可获得理想的有效表面层深度,总渗层和表面硬度,虽然总渗层深度可达1mm,但是有效表面层深度(硬度值为500HV)难于超过0.5mm。     

钛合金离子渗氮工艺研究

研究了Ti-6A1-4V(TC4)钛合金经不同温度和时间离子渗氮后渗层的表面硬度、深度和显微组织。结果表明,在H2∶N2比为3∶1的气氛中经860～900℃、8～10 h离子渗氮后,渗层深度为0.20～0.25 mm,表面硬度为900～1341 HV0.1,渗层组织由δ-TiN、ε相和氮在α+β内的固溶体组成。