交流电场作用下的中低碳钢低温粉末法渗硼

以低碳20钢、中碳45钢为渗扩对象进行交流电场作用下的低温粉末法渗硼,对渗硼层厚度、显徽组织、相结构及硬度进行观测分析.试验结果表明:在600℃、4h保温条件下,20钢、45钢经交流电场增强渗硼获得的渗硼层厚度远远大于常规渗硼得到的渗层厚度;在交流电场作用下,渗层厚度随渗剂中硼铁含量的增加而快速增加;硼铁含量小于等于10％时,渗硼层基本由Fe2B单相构成;而硼铁含量大于等于15％时,渗硼层则由FeB+ Fe2B两相构成.对交流电场在渗硼中的作用机制进行了初步分析.     

4Cr13不锈钢渗硼工艺及渗层组织研究

采用添加稀土化合物及优化工艺参数的方法解决了4Cr13不锈钢渗硼问题。通过正交试验法获得4Cr13钢渗硼工艺为：温度为920℃，时间8h，最佳稀土加入量为0.5%(质量分数）。借助于金相显微镜、X射线衍射仪及显微硬度计，观察和分析了加稀土前后渗层的组织、表面和次表面的相结构以及渗层的显微硬度分布。结果表明：加稀土元素后，渗层厚度提高，硼化物的组织形态及致密度明显改善，表面获得以Fe2B、(Fe,Cr)2B为主的组织，渗层脆性降低。     

稀土元素对渗硼动力学的影响

采用固体渗硼法对45钢和T12钢在1053～1213K分别进行单一渗硼和添加Nd2O3稀土渗硼。分析了稀土元素对渗硼动力学的影响。结果表明:稀土元素的加入有助于渗硼层中Fe2B相的形成,提高渗层中Fe2B相所占比例,改善渗层组织和性能。同时,加入稀土能够使硼的扩散系数增大,使扩散激活能降低,45钢中硼的激活能由184kJ/mol降到122kJ/mol,T12中硼的激活能由261kJ/mol降到155kJ/mol,分别降低了34%和41%,显著提高了渗硼速率。根据所得数据建立了45钢在添加w(Nd2O3)=5%稀土渗硼时的渗硼层等厚线图。     

碳钢膏剂渗硼后的热处理工艺及性能研究

利用正交试验法,获得了较佳的碳钢膏剂渗硼工艺及渗剂配方,分别研究了45钢及TIO钢膏剂渗硼后不同的热处理工艺对渗硼层及基体组织和性能的影响。实验结果表明：45钢在渗硼后渗层显微硬度均在1130HV以上,厚度皆在110μm以上;T10钢渗硼后的渗层厚度均在60μm以上,渗层的显微硬度均在1360HV以上;热处理对渗硼层的硬度及厚度没有影响,但对基体组织及性能有明显影响;渗硼后采用淬火及低温回火工艺,可使基体获得回火马氏体组织,从而提高了基体的硬度,减小了基体与渗硼层的硬度差,也提高了基体对渗硼层的支撑作用。     

碳钢膏剂渗硼后的热处理工艺及性能研究

利用正交试验法,获得了较佳的碳钢膏剂渗硼工艺及渗剂配方,分别研究了45钢及T10钢膏剂渗硼后不同的热处理工艺对渗硼层及基体组织和性能的影响。实验结果表明:45钢在渗硼后渗层显微硬度均在1 130 HV以上,厚度皆在110μm以上;T10钢渗硼后的渗层厚度均在60μm以上,渗层的显微硬度均在1 360 HV以上;热处理对渗硼层的硬度及厚度没有影响,但对基体组织及性能有明显影响;渗硼后采用淬火及低温回火工艺,可使基体获得回火马氏体组织,从而提高了基体的硬度,减小了基体与渗硼层的硬度差,也提高了基体对渗硼层的支撑作用。     

稀土对45钢固体硼氮共渗过程的影响

研究了稀土对４５钢固体硼氮共渗工艺、渗层成分、组织、耐磨性及断口形貌的影响。试验结果表明,稀土的加入使渗速增大,渗层中Ｂ,Ｎ含量特别是Ｎ的含量增加,硼化物针齿变得细密、直长;且ＦｅＢ的相对含量减少,Ｆｅ２Ｂ相增加,渗层耐磨性提高,同时稀土增加了过渡区厚度,减少裂纹源。生产应用证明,稀土硼氮共渗可使烟机配件的使用寿命大幅提高。     

稀土对45钢固体硼氮共渗过程的影响

研究了稀土对４５钢固体硼氮共渗工艺,渗层成分,组织,耐磨性及断口形貌 影响。试验结果表明,稀土的加入使渗速增大,渗层中Ｂ,Ｎ含量特别是Ｎ的含量增加,硼化物针齿变得细密,直长,且ＦｅＢ的相对含量减少,Ｆｅ２Ｂ相增加,渗层耐磨性提高,同时稀土增加了过渡区厚度,减少裂纹源。生产应用证明,稀土硼氮共渗可使烟机配件的使用寿命大幅提高。     

稀土元素对钢表面晶界迁移和碳原子行为的影响

实验发现,纯铁经渗稀土处理后,其表层出现一细晶粒区域。两种不同晶粒尺寸的20,20CrMnTi及45钢经相同稀土碳共渗工艺处理后还发现,原始晶粒细化既可增加渗层深度,又可改善渗层组织。本文以此为依据设计了稀土渗入时的晶界迁移模型,并探讨了稀土对晶界     

低温固体渗硼的渗层形貌与组织特征

利用x射线衍射仪、电子探针研究了低温固体渗硼的渗层形貌、相组成和元素再分布特征。结果表明,低温固体渗硼的硼化层是由FeB,Fe_2B,Fe_3(C,B),Fe_3(Si,B)等相组成;硼化层的前沿无过渡区,FeB和Fe_2B生长过程中排挤出来的碳和硅没有发生远程扩散,而是就近形成Fe_3(C,B)和Fe_3(Si,B)等形式的含碳和硅的硼化物。     

稀土氮碳硼共渗对45钢组织及性能的影响

通过对45钢不加稀土与加稀土碳硼共渗层组织及相结构的分析,说明稀土对共渗层组织及性能的影响。试验结果表明,当渗剂中稀土加入量一定时,可显著提高45钢表面的耐磨、而蚀和抗疲劳性能。     

稀土对硼铝共渗层组织和耐蚀性的影响

本文采用在廉价硼铝共渗剂中加稀土和不加稀土两种工艺,在800℃温度下进行共渗处理后,分析稀土元素的存在对45钢共渗层组织和耐蚀性的影响.结果表明,渗剂中加入少量稀土,可明显改善渗层组织,使渗层均匀致密、晶粒细化、生长加快,渗层硬度可达HV_(m,0.05)1100～1300,并且提高了渗层的耐蚀性:在此基础上就稀土对渗层组织和耐蚀性的影响因素和机理进行了初步探讨.     

稀土元素对钢表面晶界迁移和碳原子行为的影响

实验发现,纯铁经渗稀土处理后,其表层出现一细晶粒区域。将两种不同晶粒尺寸的20、20CrMnTi及45钢经相同稀土碳共渗工艺处理后还发现,原始晶粒细化既可增加渗层深度,又可改善渗层组织。本文以此为依据设计了稀土渗入时的晶界迁移模型,并探讨了稀土对晶界迁移及对碳原子扩散与析出机制的影响。     

渗硼共晶化的研究

本文根据光学金相、扫描电镜、x—射线衍射、电子探针等分析发现,渗硼共晶化组织有两类共晶:(r Fe_2B)及[r Fe_3(C、B)]。渗硼共晶化处理后,工业纯铁及低碳铜生成r Fe_2B共晶,组织呈骨骼状;高碳铜生成[r Fe_3(C、B)]共晶,其中包有少量Fe_2B,组织呈菊花状;中碳铜是骨骼状与菊花状两种共晶的混合。耐磨性试验后证明:含Fe_2B共晶层的耐磨性侊于含Fe_3(C、B)共晶层;A_3钢的渗硼共晶层淬火后,在0.52m/s～1.843m/s摩擦速度范围内,其耐磨性优于硼化层Fe_2B。本文分别探讨了渗硼共晶层形成及磨损机理。     

钢在石墨流态床中直接膏剂渗硼研究

研究了20、45、T10,GCr15和Cr12钢在石墨流态床中不装箱保护直接膏剂渗硼的工艺。通过正交试验获得了最佳膏剂配方和工艺参数,探讨了石黑流态床渗硼机理。研究发现,无论是高碳钢还是高碳合金钢均可获得具有良好齿形的单相Fe_2B组织;钢中碳含量对Fe_2B(002)晶面择优取向影响不大,而铬含量增加则降低Fe_2B(002)晶面的择优取向。     

膏剂渗硼工艺的研究

经过热力学计算和实验,得出膏剂渗硼的一些化学反应方程式。通过实验室和工厂的多次实验,获得了双层还原性气体保护下膏剂渗硼的新工艺。实验结果表明:应用膏剂渗硼法能得到性能好的单一Fe_2B相层;并用辉光放电发射光谱和x射线衍射仪对单一Fe_2B相层进行了分析。对膏剂渗硼的δ～t(深度—时间)关系,应用数理统计方法和最小二乘方原理进行了回归分析,从而得出δ～t关系的回归方程。通过正交试验得出诸因素对膏剂渗硼层厚度的影响的显著因子和最佳工艺参数。     

低温气体氮-碳-硼-稀土多元共渗的研究

在发电厂里有许多机器零件由于磨损而失效，因此提高这些机器零件的耐磨性和使用寿命就成为科研及生产部门所关注的问题.利用我国资源丰富的稀土，在气体软氮化的基础上，加入一定量的稀土催渗剂和供硼剂，进行了一系列的低温气体氮-碳-硼-稀土多元共渗的试验研究.结果表明，45钢经氮-碳-硼-稀土多元共渗后，可在材料的表面形成较厚的化合物层和扩散层，使材料的耐磨性、耐蚀性获得了明显提高.离子探针检测证实，稀土元素镧也渗入了钢的表面，起到了微合金化的作用.     

表面渗硼处理对提高轧辊耐磨性能的影响

轧辊表面渗硼处理可以改善其耐磨性.渗硼是一种简单、有效的表面强化方法,但是单一的渗硼处理所获得的渗层脆性大,渗硼速度慢.在渗硼过程中加入一定量的稀土元素,不仅可以提高渗速,还可以降低渗层脆性.虽然稀土渗硼与单一渗硼层均为Fe2B和FeB两相组成的“网状”组织,但稀土渗硼层中最表面层有少量的含稀土相,可降低渗层表面的脆性,防止开裂和剥落.     

45^#碳钢渗硼工艺及性能的研究

研究了４５＾＃碳钢固相渗硼工艺和配方，用金相显微镜，显微硬度计算研究渗硼组织结构。结果表明：４５＾＃钢渗硼层具有高硬度，高耐磨 ，优良的耐腐蚀性和抗高温氧化性能。通过入调整工艺发迹渗硼层厚度可满足工件不同使用性能的要求。     

固一气法渗硼及硼化层生长动力学分析

本文研究了一种新的渗硼方法——固一气渗硼法。在固体渗硼的基础上,通过活化剂的泛选和正交试验,研制出了适用于此渗硼法的颗粒渗硼剂。用此渗剂对45钢进行900℃、4小时固一气渗硼处理后,可在其表面形成96μm左右的硼化层(单相Fe_2B)。本文还对固一气渗硼过程的有关化学反应进行了热力学分析。根据硼化层厚度的“等效面积”的模型,分析了硼化层生长的动力学问题,导出了单相硼化层形成时Fick第二定律的分析解及硼化层生长的动力学因子所满足的方程。     

钒—硼—稀土共渗组织与性能的研究

着重对T10,CrWMn、GCr15、Cr12等钢在一般热处理淬火温度下,实现了钒-硼-稀土共渗处理的工艺,并对渗层组织及性能进行分析。用正交试验法优选了最佳盐浴配方。试验结果证明:在提高盐浴流动性的基础上,得到较深的渗层;综合性能均优于单独渗钒、渗硼处理的效果。