球墨铸铁固体渗硼及渗层生长动力学

采用LSB型渗硼剂分别在渗硼温度为1123、1173和1223 K,保温时间为2、4、6和8 h的工艺参数下对球墨铸铁表面进行固体渗硼处理。用扫描电子显微镜(SEM)对渗层横断面进行了显微组织观察,用X射线能谱仪分析了沿渗层表面到心部的元素分布。用X射线衍射仪(XRD)分析出渗硼层为Fe2B单相,用显微硬度计测试渗层的硬度分布,其显微硬度值在1170~1392HV0.025之间。渗层厚度随着渗硼时间和渗硼温度的增加而增加,其范围约为35~118μm。对实验数据进行分析和拟合,得出渗层动力学曲线和等厚度图,并且经回归分析计算出硼在球墨铸铁中的扩散激活能约为175 kJ/mol。     

稀土对铁基粉末冶金材料渗硼强化性能的影响

在渗硼剂中添加质量分数为 1%、2%、3%和 4%的 CeO2 ,在烧结温度为 1050 ℃情况下对铁基粉末冶金材料渗硼处理 5 h,制备出具有渗硼层的铁基粉末冶金试样。 从渗硼层厚度、微观组织结构、表面粗糙度和摩擦磨损性能等方面研究渗硼剂中 CeO₂ 的添加量对渗硼层性能的影响。 结果表明:随 CeO₂ 含量增加,试样表面粗糙度逐渐增大,渗硼层厚度一开始增大而后显著减小。 与不添加 CeO₂ 相比,添加 2% CeO₂ 试样的渗硼层厚度增加了 31%,表面组织更加致密均匀,磨损轨迹未损坏,磨损量低于其他试样;添加 4% CeO₂ 试样的渗硼层厚度减小了 82. 6%,表面组织出现大量孔洞及裂纹,磨损轨迹破坏严重,磨损量高于其他试样。 说明过量的 CeO₂抑制渗硼作用,添加 2% CeO₂ 试样的渗硼层具有更加优良的抗磨损性能。     

LSI渗硼剂渗硼中硼的扩散激活能

通过对４０钢经不同温度及时间渗硼后渗层层深的测定,根据公式ρ＾２＝Ｋ０ｔｅ＾－Ｑ／ＲＴ计算出硼的扩散激活能,为渗硼层形成机制的研究提供数据。     

45钢渗硼工艺对渗层组织与性能的影响

研究了渗硼温度、保温时间和渗硼剂配方对45钢渗硼层组织和性能的影响.结果表明:在给定实验条件下,渗硼层组织致密,硼化物呈针齿状楔入基体,与基体结合牢固;渗硼层厚度随渗硼温度的升高、保温时间的延长而增加.相比而言,温度对渗硼层厚度的影响大于时间的影响;渗硼层中FeB相使表面硬度显著提高:渗硼层抗盐酸、硫酸、氢氧化钠腐蚀性优良.     

密度对铁基粉末冶金材料多元共渗层耐磨性能的影响

对不同密度铁基粉末冶金材料多元共过层的耐磨性能进行了研究．结果表明，经多元共修处理后，密度低的铁基粉末冶金材料的耐磨性能好于密度高的铁基粉末冶金材料．     

铁基粉末冶金材料渗硼强化的干滑动高温摩擦磨损行为

通过固体粉末渗硼法直接烧结铁基粉末冶金材料,制备具有渗硼层的试样。将铁基粉末冶金材料在850、950和1050 ℃渗硼处理3、5和10 h,采用光学显微镜及扫描电镜观察了渗硼层的形貌,测定了渗硼层的厚度;用 X 射线衍射仪分析了渗硼层的物相组成;用Rockwell-C粘附性试验评估渗硼层与基体的粘合强度质量。使用 HT-1000 型高温摩擦磨损试验机测试了试样的摩擦磨损性能。结果表明,在850 ℃及950 ℃下渗硼形成单相Fe₂B,而FeB+Fe₂B双相渗硼层在1050 ℃下生成。粘附性试验与高温磨损试验均表明,在950 ℃下渗硼5 h的试样的渗层与基体结合最为紧密,抗磨损及抗氧化的能力最强。高温摩擦磨损试验中,微裂纹引起的分层剥落及氧化磨损是渗硼试样主要的磨损机制,未渗硼试样出现严重的的氧化和塑性变形。     

45钢直流电场增强粉末法渗硼层相结构与性能

在粉末渗剂和45钢试样上施加4 A电流的直流电场,于800℃进行直流电场增强渗硼。以X射线衍射、光学显微观察和显微硬度测试等手段,分析位于电场不同位置试样渗硼层的相结构、显微组织、厚度与及显微硬度分布。结果表明:电场渗硼的渗层组织形态基本与常规渗硼的一致,以锯齿状楔入基体,但其相结构、显微硬度分布、厚度等与试样位置有关;朝正极面的渗层一般由Fe B和Fe2B两相组成,渗层较厚且较硬;朝负极面的渗层主要由Fe2B组成,随渗硼时间延长Fe B先增加,后减少至消失;渗硼时间等于及超过2 h,渗层下出现明显的过渡区;渗层厚度与保温时间关系曲线呈抛物线特征。从直流电场对渗剂化学反应、含硼活性基团在气氛中的扩散及硼在试样内扩散的影响等方面进行了分析。     

渗硼层脆性判据K的物理本质

从实验和理论上对显微硬度压痕结合声发射测量渗硼层脆性的合理性及及其脆性判据Ｋ的物理意义进行了讨论，Ｋ值可以反映渗硼层显微压痕裂纹长度随负荷增加的变化率，因而可以表征渗硼层的脆性。根据断裂力学可以导出Ｋ与ＧＩＣ之间存在如下关系：Ｋ＝β（ＧＩ－ＧＩＣ）。Ｋ值间接反映了渗硼层的断裂韧性，可以作为定量评价渗硼层本质脆性的力学参量。     

铬对交流电场增强粉末法渗硼层组织和性能的影响

在低硼势粉末法渗硼剂中加入适量的铬粉,于750 ℃对45钢进行交流电场增强渗硼,研究Cr对电场增强粉末法渗硼的影响。采用光学显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计对渗层组织、厚度、相与显微硬度进行观察和分析。试验结果表明:采用含3%硼铁的渗剂,渗硼层为典型的锯齿状硼化物,主要为Fe₂B相;当渗剂中加入微量铬粉时,最高硬度基本不变,渗层厚度增加,且在铬粉含量为0.2%时达最厚,较不加铬粉的提高约80%,之后降低;当铬粉含量高于3%后,渗层的最高硬度降低;当加入的铬粉≥5%时,渗层表层还出现多种含铬相。     

铁基粉末冶金材料的焊接性

通过对生产中常用的几种铁基粉末冶金材料进行手工电弧焊和钎焊试验,并对其接头进行拉伸弯曲试验及金相分析,探讨了不同添加物及其添加量对铁基粉末冶金材料焊接性的影响。     

铁基粉末冶金气体N-C共渗技术的研究

研究了含Cr铁基粉末冶金的气体N-C共渗技术,分析了氮化层组织和相结构.结果表明:含Cr铁基粉末冶金有很高的气体氮碳共渗反应速度和扩散速度,渗层组织为化合物层+扩散层,相组成主要为α相和γ'相.     

烧结气氛对Fe-N粉末冶金材料烧结性能的影响

选择氨基、氮基两种气氛研究了Fe-N粉末冶金材料的烧结特性，结果表明，在氮基气氛中烧结的样品完全脱氮，在氨基气氛中的样品虽部分脱氮，但是其显微硬度达到了381．5HV0．05，且具有良好的耐磨性能。     

烧结气氛对Fe-N粉末冶金材料烧结性能的影响

选择氨基、氮基两种气氛研究了Fe-N粉末冶金材料的烧结特性,结果表明,在氮基气氛中烧结的样品完全脱氮,在氨基气氛中的样品虽部分脱氮,但是其显微硬度达到了381.5HV0.05,且具有良好的耐磨性能。     

TiC对铁基合金喷焊层组织与性能影响

目的研究不同TiC添加量对铁基合金喷焊层组织与性能的影响。方法采用等离子喷焊技术在Q235表面制备了铁基合金喷焊层,借助X射线衍射分析、金相显微镜、显微硬度计以及磨粒磨损试验设备,分别对喷焊层的物相、显微组织、显微硬度、耐磨性能进行测试。结果未添加TiC的喷焊层主要由马氏体、奥氏体、(Fe,Cr)_7C_3、(Fe,Ni)固溶体等物相组成,加入不同含量的TiC后,出现了TiC、TiB_2等新物相,但各试样的衍射强度均存在相应程度的降低,某些区域的衍射峰甚至消失。随着TiC含量的增加,喷焊层的硬度和耐磨性增加,但硬度和耐磨性能在TiC添加量达到一定程度(w_(TiC)3.0%)时反而降低。当TiC添加量为3%时,喷焊层的组织致密,晶粒细化,TiC弥散分布,其颗粒对喷焊层组织产生了弥散强化和细晶强化作用;显微硬度可达843HV_(0.5),较未添加TiC喷焊层提高了约300HV_(0.5),其相对耐磨性较Q235钢提高了约12倍,显微硬度与耐磨性得到显著提高。结论添加适量的TiC颗粒,可使金属基体与硬质相达到良好匹配,从而确保了喷焊层的高硬度和良好的耐磨性能。     

5CrNiMo钢渗硼层组织分析及性能试验

对5CrNiMo钢的渗硼工艺，渗硼层组织及渗硼后的性能进行了试验研究，结果表明，化合物层主要由Fe2B组成，另有少量含硼合金渗碳体，渗硼后材料耐磨性提高8倍以上，且具有一定冲击韧度，渗硼后进行高温淬火回火能显著提高冲韦韧度。     

4Cr13不锈钢渗硼工艺及渗层组织和性能的研究

采用正交试验方法优化4Cr13钢渗硼的渗硼剂和工艺参数，获得了良好的效果。优化后渗硼层组织致密，表面稍有疏松，硼化物显微硬度压痕完整，降低了渗层脆性；硼化物层主要由FezB、(Fe，Cr)2B相和少量的FeB相组成，过渡区形成Fe3(C，B)、Fe4N相及Cr的碳化物，不存在软带现象，有效地强化了对硼化物层的支撑作用．有利于硼化物层与基体的结合；渗硼样的耐磨性明显高于直接淬火样。     

铜基粉末冶金材料载流摩擦学特性研究

以铜基粉末冶金材料/铬青铜为摩擦副,模拟电力机车接触网中受电弓滑板和导线的服役条件,在销-盘式摩擦磨损试验机上进行了载流摩擦学特性研究。研究表明,随着电流的增大,摩擦系数呈下降趋势,磨损率呈上升趋势。试验较低电流（40A和60A）条件下,摩擦表面形成一氧化层;试验较高电流（80A和100A）条件下,摩擦表面覆盖有熔融物。载流条件下,销试样材料表面不断发生氧化,较低电流时,摩擦表面覆盖着一层Fe的氧化物;较高电流时,试样由于表面温度更高,形成Cu的氧化物。     

灰铸铁玻璃模具材料与镍基合金粉末熔覆性能的研究

用普通电阻炉加石墨保护的方法成功地在铁素体基灰铸铁及珠光体基灰铸铁基体上制备了镍基自熔性合金粉末复合材料。利用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、CMT4305型万能测试仪等分别对复合材料的显微组织、成分分布、显微硬度以及结合强度等进行了观察和测试。试验表明,在基体与覆层熔覆的过程中存在着元素的相互扩散,促进了二者之间的冶金结合,且铁素体基灰铸铁与镍基覆层之间的结合好于珠光体基灰铸铁,另外由于元素的扩散使基体与熔覆层组织的显微硬度呈梯度分布。     

无压烧结ZnAl/Fe基非晶复合材料的导热性能研究

采用无压烧结制备韧性Zn Al颗粒增强Fe基非晶复合材料,利用X射线衍射仪、扫描电镜、差热分析仪和激光闪射热导率测试仪分析了复合材料的结构、热稳定性及导热性能。结果表明:在过冷液相区内无压烧结可得到致密的Zn Al/Fe基非晶复合材料;Zn Al的引入没有影响Fe基非晶基体的本质;烧结过程中没有界面反应相生成;复合材料的热稳定性有所降低,但降低幅度不大;在298~423 K范围内,复合材料比Fe基非晶合金有更低的热传导系数,其热扩散系数随温度的升高变化不大,表明材料具有较好的保温性能。