表面织构-等离子氮化复合处理316不锈钢的液体润滑摩擦学性能

针对316不锈钢表面承载能力低、耐磨性差等问题,采用磨料水射流对316不锈钢进行喷丸处理获得表面凹槽织构,再对表面织构316不锈钢进行了等离子渗氮二次处理,获得了表面织构-离子氮化表面复合改性层.利用SEM、EDS、超景深形貌系统和摩擦磨损仪分析了 316不锈钢基体(316SS)、渗氮316不锈钢(PN-316SS)、...     

表面织构-离子氮化复合处理改善316不锈钢的摩擦学性能

针对奥氏体不锈钢表面硬度低、摩擦因数大、耐磨性差等问题,对316不锈钢进行电化学处理获得表面织构,再对获得表面织构的试样进行离子氮化处理。在干摩擦和脂润滑条件下研究了316不锈钢基材和复合处理试样与GCr15钢球和Si3N4陶瓷球配副的摩擦学行为。结果表明:复合处理后试样表层主要由ε相、γ′相和CrN相组成,表面硬度为1 048HV0.1;在干摩擦条件下,表面织构未被完全破坏,在摩擦过程中起到了捕捉磨屑、降低磨损的作用;在脂润滑条件下,表面织构起到了储存油脂提供二次润滑源的作用。与两种摩擦配副在两种测试条件下,复合处理试样的磨损失重量均远低于316不锈钢基体。     

激光织构化对316L不锈钢表面摩擦特性的影响

为降低316L不锈钢表面的摩擦阻力和磨损程度,采用纳秒激光器在316L不锈钢表面织构了3种不同密度的光栅结构;采用UMT-2摩擦磨损试验机考察了光滑表面与织构表面的摩擦特性;采用TOYOTA显微镜对光栅结构及磨痕形貌进行了观察;分析了织构化光栅结构摩擦特性变化的机理。实验结果表明:光栅结构比光滑表面的摩擦阻力变化更平稳,起到稳定摩擦阻力的作用;随着时间延长,光滑表面的摩擦阻力急剧增加,而光栅结构的摩擦阻力较小并保持不变;光栅结构织构越密集,摩擦阻力越小。     

表面纳米化对316L不锈钢干摩擦性能的影响

目的研究表面纳米化316L不锈钢干摩擦磨损性能,以获得合理的喷丸时间,提高316L不锈钢的使用寿命。方法采用普通喷丸强化方法对316L不锈钢进行表面纳米化处理,利用洛氏硬度计测量了纳米化前后材料表面洛氏硬度;利用激光共聚焦显微镜观察了纳米化前后材料表面三维形貌,测量了材料表面的粗糙度;利用扫描电子显微镜观察了表面纳米化处理后横截面的金相组织;利用材料表面性能综合测试仪在干摩擦条件下进行了摩擦磨损实验,测量了材料的摩擦系数;利用扫描电子显微镜观察了磨痕表面形貌,分析了材料的磨损机理。结果与未纳米化试样相比,喷丸时间为15 min时,表面硬度提高9.7%,而表面粗糙度降低17.6%,干摩擦系数降低17.3%;喷丸时间为30 min时,表面硬度提高34.1%,粗糙度降低35.1%,干摩擦系数降低28.8%。未纳米化试样呈现典型的粘着磨损和磨粒磨损机制,而纳米化处理后试样则主要呈现疲劳磨损和磨粒磨损机制。结论表面纳米化处理后试样表面硬度随处理时间的增加而增加,粗糙度随处理时间的增加而降低,干摩擦系数随处理时间的增加而减小。喷丸处理时间较短时以疲劳磨损为主,处理时间较长时以磨粒磨损为主。     

辉光离子氮化对马氏体不锈钢性能的影响

对1Crl3马氏体不锈钢进行了辉光离子氮化处理试验，并对氮化试样的金相和硬度进行了分析测定。结果表明520℃辉光离子氮化8h，使1Crl3马氏体不锈钢的氮化层浓度达到0.25mm，最高硬度达到HV732，约为基体硬度的4倍。     

表面纳米化对316L不锈钢摩擦磨损性能的影响

采用机械喷丸技术对316L不锈钢实施了表面纳米化处理,研究了纳米化前后试样的摩擦磨损性能。结果表明,316L不锈钢经过表面纳米化后,表面产生的残余压应力最大可达-370 MPa,深度达0.8 mm。表面纳米化使得316L不锈钢表面显微硬度提高了近50%,表面摩擦系数明显降低,摩擦磨损质量损失为对比试样的10%,表明表面纳米化极大改善了316L不锈钢的摩擦磨损性能。     

电弧离子渗钛对316L不锈钢摩擦学性能的影响

研究了阴极电弧离子渗钛对316L不锈钢摩擦学性能的影响。结果表明:利用阴极电弧离子渗金属技术在316L不锈钢表面制备的渗钛层峰值钛含量为66%(质量分数),渗钛层主要由Fe_2Ti和Ni Ti相组成,渗层与基体结合牢固;表面硬度由基体的2000 MPa提高到了4000 MPa,硬化层深度约为150μm;在干摩擦条件下,渗钛的不锈钢样品摩擦系数明显低于未渗钛样品,磨损率降低到未渗钛样品的1/7。未渗钛样品的磨损机制为磨料磨损、氧化磨损和粘着磨损,渗钛样品的磨损主要是渗层局部剥落引起的。     

磨料粒径及形状对磨料水射流切割钛合金表面微观形貌的影响

采用不同粒径与形状的磨料颗粒,在磨料水射流切割平台上切割钛合金,用超景深显微镜等设备分析,以研究不同的磨料粒径及形状对钛合金表面微观形貌的影响。研究表明:磨料粒径越大,钛合金表面所形成的划痕越长,80目磨料颗粒形成的微划痕长度约为160目磨料的5倍。且球形磨料颗粒所形成的划痕末端堆积较少,其表面线粗糙度低于9.5 μm;具有棱边的磨料颗粒所形成的划痕有唇状或鳞片状金属堆积,其表面线粗糙度在9.5～13.0 μm间;柱体形的磨料颗粒冲击形成的划痕带有尖锐的棱角,其表面粗糙度大于13.0 μm。      

离子氮化对2Cr13钢冲蚀磨损性能的影响

对2Cr13不锈钢离子氮化后的冲蚀磨损性能进行试验研究，结果表明，离子氮化后，表面硬度的大幅度提高是其冲蚀磨损抗力显著提高的主要原因。     

氮化对9Cr18摩擦学特性的影响

设计了多种摩擦磨损试验方案,针对不同氮化工艺对9Cr18的摩擦学性能的影响进行了系统的研究。结果表明,离子氮化后的试样具有最优的综合摩擦学性能,气体氮化最差。试验还发现,在不同载荷条件下,几种氮化处理工艺对耐磨性的影响过程各不相同。离子氮化试样在磨损过程中产生的氧化物对减轻磨损有积极的作用。     

不锈钢零件表面离子渗氮的研究与应用

不锈钢耐蚀性好,耐磨性差,在许多工况下推广受到限制。研究与实践证明,通过合理的选材,采用等离子渗氮处理,能更好地挖掘不锈钢的潜力,延长不锈钢零件寿命。     

AISI316 不锈钢表面等离子渗硼及摩擦磨损性能的研究

目的改善AISI316不锈钢的摩擦磨损性能。方法采用双辉等离子合金化技术,以块状Fe B化合物作为源极材料,在AISI316不锈钢表面制备含硼改性层,对渗层组织、成分、相结构和显微硬度进行分析,并研究改性层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果经渗硼处理后,AISI316不锈钢表面形成了一层连续、致密、均匀的改性层,主要由Mo2B和Fe B相组成。改性层具有较高的硬度(964HV0.1),较基体硬度提高了约3倍,且耐磨性较基体有明显提高。结论通过在AISI316不锈钢表面制备渗硼改性层,可明显提高基体材料的硬度和摩擦磨损性能。     

42CrMo钢等离子氮化和水射流喷丸复合处理

利用真空脉冲等离子氮化技术,探究等离子氮化处理的最佳工艺参数;而后利用高压水射流喷丸技术研究了氮化前进行水射流喷丸预处理对氮化层的组织和性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等对氮化层的显微组织、形貌、含氮量、相成分进行检测和分析,采用XRD应力测定仪,表面粗糙度仪,显微硬度仪对渗氮层表面完整性进行了分析。结果表明:等离子氮化工艺最佳温度为530~540℃,等离子氮化后表面完整性(表面残余应力,粗糙度,表层硬度梯度,渗层形貌)得到改善。而经过复合处理使γ'相衍射强度增强,氮化层均匀,渗层厚度增加超过100μm,进一步改善了等离子渗氮层质量和性能。     

Plasma Nitriding of Austenitic Stainless Steel with Severe Surface Deformation Layer

The dc glow discharge plasma nitriding of austenite stainless steel with severe surface deformation layer is used to produce much thicker surface modified layer. This kind of layers has useful properties such as a high surface hardness of about 1500 Hv 0.1 and high resistance to frictional wear. This paper presents the structures and properties of low temperature plasma nitrided austenitic stainless steel with severe surface deformation layer.     

离子渗氮和固溶复合处理制备深层含氮奥氏体不锈钢

目的 通过离子渗氮和固溶复合处理制备深层含氮奥氏体不锈钢,获得硬度、耐蚀性和耐磨性等综合性能优良的奥氏体不锈钢。方法 将304奥氏体不锈钢试样放在LD-8CL型直流等离子体渗氮炉内,在400 Pa下进行560 ℃、4 h的离子渗氮处理,渗氮后进行1050 ℃、8 h的固溶处理。使用HXD-1000TMC型显微硬度计、DMI-3000M型金相显微镜、D/max-2500型X射线衍射仪（XRD）、Thermo250XI型X射线光电子能谱仪（XPS）、CS 350电化学测量系统和万能摩擦磨损试验机,对经过复合处理的304不锈钢的截面硬化梯度、截面组织、物相、表面成分、耐蚀性和耐磨性进行研究分析,验证此复合处理对获得硬度高、耐蚀性和耐磨性好等综合性能优良的奥氏体不锈钢的适用性。结果 经过复合处理,不锈钢表面的氮原子数分数为1.56 %,且为单一奥氏体相?N。?N所对应的衍射峰相对于不锈钢基体向左偏移,有效硬化层深达1.0 mm,不锈钢的表面硬度从基体的210HV0.025提高到308HV0.025。不但提高了深层含氮奥氏体不锈钢的耐磨性,而且提高了不锈钢的耐蚀性,腐蚀电位从基体的-0.534 V提高到-0.422 V,摩擦系数由基体的0.8降到0.7。结论 离子渗氮和固溶复合处理适用于制备综合性能优良的深层含氮奥氏体不锈钢。工艺设计时,可以根据材料服役要求,选择合适的固溶工艺,从而获得满足不同综合性能要求的含氮不锈钢。     

304 不锈钢低温离子渗氮及氮碳共渗处理

目的研究304不锈钢离子渗氮层和氮碳共渗层的组织、硬度及耐磨、耐蚀性能,并考察渗层的磨损机理。方法利用离子渗氮及氮碳共渗工艺在304不锈钢表面获得硬化层,利用XRD,OM及共聚焦显微镜、显微硬度仪、电化学测试仪,分析处理前后渗层的组织、相结构及渗层的硬度及耐磨耐蚀性能。结果 304不锈钢氮碳共渗和渗氮层主要为S相层,在相同工艺条件下,氮碳共渗工艺获得的渗层为γN+γC的复合渗层,且厚度大于单一渗氮层。渗氮层和氮碳共渗层硬度约为基体硬度的3.5倍。在干滑动摩擦条件下,氮碳共渗层比渗氮层具有更好的耐磨性能;渗氮层的磨损机理为磨粒磨损的犁沟效应和断裂,氮碳共渗层的磨损机理为磨粒磨损的犁沟和微切削。电化学测试表明,渗氮层和氮碳共渗层的耐蚀性能均优于基体。结论 304不锈钢在420℃进行离子渗氮和氮碳共渗处理后,硬度和耐磨性能可大幅提高,且氮碳共渗处理效果更佳。     

氮化对9Cr18摩擦学特性的影响

设计了多种摩擦磨损试验方案,针对不同氮化工艺对9Cr18的摩擦学性能的影响进行了系统的研究.结果表明,离子氮化后的试样具有最优的综合摩擦学性能,气体氮化最差.试验还发现,在不同载荷条件下,几种氮化处理工艺对耐磨性的影响过程各不相同.离子氮化试样在磨损过程中产生的氧化物对减轻磨损有积极的作用.