高合金钢固体渗碳及渗层扩散的计算机模拟

讨论了高合金钢固体渗碳和渗碳后渗层的扩散处理,提出了计算高合金固体渗碳及渗件表面不发生脱碳情况下渗层扩散处理的碳浓度分布的数学模型,以此模型对3Cr13和Cr10钢固体渗碳和渗层扩散处理的碳浓度分布进行了计算机模拟。模拟结果与相应的试验结果基本吻合,表明了本文的数学模型及方法是可行的。     

高合金钢超饮和渗碳过程及其数学模型

讨论了高合金钢超泡和渗碳过程，并在此基础上初步建立了计算高合金钢超饱和渗碳层碳含量分布曲线的数学模型。     

高合金钢超饱和渗碳过程及其数学模型

讨论了高合金钢超饱和渗碳过程，并在此基础上初步建立了计算高合金钢超饱和渗碳层碳含量分布曲线的数学模型。     

Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb合金高温渗碳浓度场的数值模拟

以Cr25Ni35Nb和Cr35Ni45Nb炉管钢为研究对象,以菲克第二定律和"平衡常数法"为理论基础,采用有限差分数值方法,实现了这两种高Cr-Ni裂解炉管材料高温渗碳时碳的扩散和碳化物析出的模拟,给出了渗层的总碳含量、基体中的碳含量、基体中合金元素含量在不同渗碳时间沿壁厚的分布.在1000℃对两种材料进行了固体渗碳实验,分析比较了高温下两种材料的渗碳动力学规律.结果表明,浓度场模拟结果与实验测量值吻合较好.从渗碳增重曲线和浓度场模拟结果可以看出,Cr35Ni45Nb钢的抗渗碳能力强于Cr25Ni35Nb钢.     

18Cr2Ni4WA钢渗碳层质量的综合控制模型

研究了18Cr2Ni4WA钢在不同工艺下渗碳时渗碳层中碳的分布规律，建立了渗碳层深度和表面碳浓度分布的数学模型，为渗碳工艺参数的优化设计、渗碳层深度和表层碳浓度分布的精确控制提供了理论依据。     

合金钢气体渗碳淬火过程的计算机模拟

以合金钢齿轮18Cr Ni Mo7为设计原型,通过合金渗碳建模、渗碳淬火过程的计算机模拟得到了合金齿轮不同区域的渗碳变化规律,并采用有效硬化层法、金相法和化学剥层法得到了实际渗碳过程中的渗碳层深度与碳浓度分布特征。结果表明,随着距离合金齿轮表面距离的增加,碳含量逐渐降低;采用化学分析法测得的不同部位的碳含量分布与计算机模拟结果吻合。可以通过计算机模拟的方法预测渗碳工艺条件下最终热处理完成后有效硬化层的深度,这样就可以增加生产效率。     

齿轮渗碳过程的有限元分析

根据齿轮的二段渗碳工艺建立了渗碳过程的有限元数学模型,结合具体的渗碳工艺条件,编制计算程序,进行了模拟分析,得出了渗碳过程的碳浓度分布;重点分析了渗碳过程齿轮表面及内部碳浓度的变化特点,在强渗期和扩散期内渗碳层深度的变化规律,并对渗碳层碳浓度分布的模拟结果进行了试验验证。     

18Cr2Ni4W齿轮渗碳浓度场的数值模拟

通过对18Cr2Ni4W齿轮渗碳工艺的计算机模拟,得到表层碳浓度的分布规律以及渗碳层的深度,并与实际生产结果进行比较,二者虽有差距,但仍在合理的范围内.     

20Cr钢渗层碳分布数值模拟系统的研究

通过大量渗碳实验,运用数值模拟和VB6.0程序设计语言等方法开发了20Cr钢渗层碳分布的数值模拟系统,利用该系统用户可直接计算出经不同时间渗碳后的渗碳层深度、表面碳浓度和渗层的碳浓度分布.     

齿轮钢渗碳过程数学模型及计算机仿真

本文结合已有的气体渗碳和离子渗碳过程的数学模型,对齿轮钢渗碳的过程进行模拟,并在这些基础上利用有限差分法求解渗碳方程。分析有限差分法与传统数学方程各自的优缺点,根据数学模型设计了用于预测渗碳过程的图形用户界面程序。对于温度,时间,初始碳浓度等变量的影响均能给出准确预测。     

微弧火花渗碳对一种定向凝固高温合金表面再结晶的影响

目的研究微弧火花渗碳对定向凝固高温合金DZ125L表面再结晶的控制效果。方法对DZ125L合金进行吹沙变形处理,以石墨棒为碳的来源,通过微弧火花渗碳工艺在吹沙表面进行渗碳处理后,与直接吹沙的试样一起进行热处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段表征组织结构。结果与合金直接吹沙产生的表面再结晶相比,经过微弧火花渗碳+吹沙处理的样品,表面再结晶深度只有直接吹沙处理样品的60%。XRD分析表明,微弧火花渗碳处理后,合金表层产生了Ti C和(Cr,Mo)_(23)C_6等碳化物。能谱分析表明,渗碳样品截面外表层富集Ti、Mo、W、Cr、C等元素,产生了大量碳化物,进一步阻碍了再结晶晶界的迁移。微弧火花渗碳强化了合金表层,使合金在吹沙处理时产生的变形层较浅,抑制了再结晶表面形核。结论通过微弧火花渗碳工艺可以有效抑制定向凝固高温合金的再结晶。     

准贝氏体钢的渗碳特性及渗碳工艺

对比研究了Si-Mn-Mo系准贝氏体钢和18Cr2Ni4WA钢的渗碳特性和渗碳工艺，结果表明：准贝氏体钢具有较好的渗碳特性，尤其是优越性的空冷淬硬性，并确定了准贝氏体钢的渗碳工艺。     

20Cr钢超饱和渗碳工艺及其渗层组织与耐磨性能

采用循环渗碳工艺对20Cr钢进行超饱和渗碳,并对渗碳层的组织及硬度与耐磨性能进行了研究.结果表明,该工艺可在20Cr钢渗层中形成大量弥散分布的细小颗粒状碳化物,比常规渗碳具有高的表面硬度及耐磨性.     

Modeling of diffusion processes during carburization of alloys

A Model was developed for the finite-difference calculation of carburization profiles in high-temperature alloys. The method includes the ternary crossdiffusion effect due to substitutional alloying elements that are preferentially oxidized. It can be used to treat cases such as carburization of preoxidized alloys or simultaneous oxidation and carburization. Up to three distinct types of carbide precipitation reactions can be included in the calculations. The solubility product is computed for each reaction and the amount of C that reacts is removed from the diffusion process. The model can treat two sets of boundary conditions corresponding to the presence or absence of a protective oxide scale. For comparison, under protective conditions carburization profiles were obtained for preoxidized alloys using C¹⁴ radioactive tracer. The application of the model yields values for the diffusivities of C in the alloys tested. Under nonprotective conditions, the predictions of the model were compared to carburization profiles reported for pack carburization tests. The method is able to predict maximum carbide levels and penetration depths for different alloys in various conditions and can be used in the selection and design of high-temperature alloys for use in carburizing environments.     

浅层渗碳提高3Cr2W8V钢热锻模的使用寿命

比较了３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢浅层渗碳和常规热处理后的组织，硬度和耐磨性，讨论了不均匀奥氏体渗碳的扩散特点。生产应用证明，浅层渗碳明显提高了以热磨损为主要失效方式的热锻模的使用寿命。     

Mn-Cr-O和Mn-Al-O尖晶石碳化行为研究

研究了Mn-Cr-O和Mn-Al-O尖晶石的碳化行为,探索不同金属元素计量比对碳化行为的影响。研究表明,当Mn过量时Mn-Cr-O尖晶石可以保持尖晶石结构,但是当Cr过量时则出现Cr₂O₃第二相。Mn-Al-O尖晶石中MnO和Al₂O₃的溶解度都很小,无论Mn还是Al过量都会产生第二相氧化物。Mn-Cr-O和Mn-Al-O 尖晶石在碳化气氛下都会发生明显的碳化。成分对尖晶石的抗碳化能力有明显影响,偏离化学计量比会造成抗碳化能力的降低。相对而言Mn-Al-O尖晶石具有更强的抗碳化能力。     

35Cr3SiMnMoV钢超饱和渗碳研究

对自行研发的35Cr3SiMnMoV渗碳钢进行超饱和渗碳,并对渗层的组织、硬度及耐磨性能进行了研究。结果表明:试验钢经超饱和渗碳、淬火加低温回火后,超饱和渗碳层由回火马氏体、残留奥氏体和大量弥散分布的碳化物构成,硬度可达1025HV0.1,其耐磨性比20CrMnMo、20Cr2Ni4钢常规渗碳层提高了约60%。     

几种渗碳钢的静弯和冲击特性

用无缺口和有缺口试样研究了几种渗碳钢的静弯特性和冲击特性，结果表明，渗碳层由表及里成分和组织的变化使缺口深度性能的影响规律复杂化，塑性和韧性越差的钢其缺口脆化作用越小，从而使缺口性能上的差异比无缺口时性能上的差异变小，从静弯强度，挠度，弹塑性功，裂纹扩展功以及缺口冲击韧性等几个方面综合考虑，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ和１７ＣｒＮｉ２Ｍｏ钢的性能优异，２０ＣｒＭｎＴｉ钢较差，性能最差的是２０ＣｒＭｎＭｏ钢，     

High-temperature corrosion and creep of Ni-Cr-Fe alloys in carburizing and oxidizing environments

The carburization of NiCr 32 20 and NiCrSi 60 16 has been studied in CH₄-H₂ mixtures in the temperature range 900–1100°C. The methods included thermogravimetric measurements and studies on reacted specimens by X-ray diffraction, metallographic, and chemical analysis. Upon carburization internal carbides M₇C₃ and M₂₃C₆ are formed (M=mainly Cr); the rate of carburization is determined by carbon diffusion in the Fe-Ni matrix with carbide precipitations. The effect of the alloying elements Ni and Si on the carburization resistance of austenitic alloys is explained. By the same methods the oxidation and carburization in CO-H₂O-H₂ mixtures have been studied. The important role of a stable chromium oxide layer for the carburization resistance was confirmed. Creep tests at 1000°C in a CO-H₂O-H₂ atmosphere where Cr₂O₃ is stable showed carburization occurring through cracks in the oxide layer. At high strain rates premature failure occurs by carburization, which is followed by internal oxidation and formation of cracks, voids, and holes.