电脉冲处理频率及电压对1Cr18Ni9Ti钢氮碳共渗的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段,研究了不同频率和电压的电脉冲处理对1Cr18Ni9Ti钢固体氮碳共渗时渗层厚度和渗层元素分布的影响。结果表明,在550℃保温1 h的氮碳共渗工艺条件下,脉冲频率为9 Hz、脉冲电压为8 k V时的氮碳共渗效果最佳,渗层表面整齐清晰,没有脱氮现象且化合物层厚度大于传统的未经电脉冲处理氮碳共渗时的厚度。氮碳共渗时施加电脉冲处理可有效提高渗层厚度,达到了缩短工艺时间和节约能源的目的。     

电脉冲渗硼工艺对Cr12MoV钢渗层组织与性能的影响

Cr12MoV钢采用电脉冲辅助渗硼,并对其渗硼层厚度及其性能进行了表征和分析。结果表明,电脉冲降低了渗硼温度且提高了渗硼层深度,脉冲电场的电致迁移阻碍了Fe2B向FeB的转变,渗硼区Fe2B/FeB相组成比例增大,耐磨性比传统渗硼提高5倍。     

时间和粗糙度对4Cr5Mo2V钢离子氮化层高温磨损性能的影响

目的 提高4Cr5Mo2V钢离子氮化层的高温磨损性能.方法 以表面粗糙度(Ra)与氮化时间为变量,通过正交和单变量试验对4Cr5Mo2V钢进行离子氮化.使用显微硬度仪、光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、高温摩擦磨损试验机分别表征4Cr5Mo2V钢离子氮化层的表面硬度、显微硬度梯度、有效厚度、疏松度、物相及高温磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和光学轮廓仪对渗层微观组织及高温摩擦磨损试样的磨损体积、磨痕形貌、截面形貌进行分析.结果 氮化6 h时,渗层表面硬度及有效厚度均随粗糙度增加而增大,但疏松度均在3—4级,渗层质量差且高温磨损性能不佳;氮化10 h时,离子氮化效果与氮化6 h时相反,且Ra为1.05μm的试样氮化层逐渐减薄至200μm,渗层疏松度进一步增加至5级;当氮化时间达到14 h时,Ra为0.15μm的试样获得质量最优的氮化层,其渗层有效厚度为300μm,显微硬度梯度为5级,渗层疏松度为1级,该试样在高温摩擦磨损试验下,磨损率比Ra为1.05μm的氮化试样低64％,高温磨损性能显著提高.结论 随着氮化时间的增加,表面粗糙度的增大会造成4Cr5Mo2V钢离子氮化层的减薄及疏松度的增加,使其高温磨损性能变差.表面粗糙度为0.15μm的4Cr5Mo2V钢经14 h氮化后,离子氮化层质量最佳,渗层的高温磨损性能有效提高.     

电脉冲处理时间及冷却方式对1Cr18Ni9Ti钢氮碳共渗的影响

用金相显微镜、显微硬度计研究了电脉冲处理时间及冷却方式对1Cr18Ni9Ti钢固体氮碳共渗的影响。结果表明,在550℃保温1 h后进行连续脉冲6 h处理所得的渗层厚度为150μm,但表面产生裂纹甚至剥落。每小时脉冲处理15 min,随炉冷却可得到渗层较深,且渗氮层表面齐整,渗层厚度大于普通工艺中的渗氮层厚度。     

Cr8Mo2SiV钢的渗硼层生长动力学及耐磨性

对Cr8Mo2Si V钢在1123、1173和1223 K分别进行2、4、6、8 h的固体渗硼试验。结果表明,渗硼层组织为齿状形貌,经X射线衍射(XRD)分析,渗硼层由Fe_2B、FeB、Cr_2B和CrB相组成。渗层厚度随着渗硼温度和渗硼时间的增加而增加,渗硼扩散激活能为194 kJ/mol。经显微硬度、磨损试验结果和磨损产物能谱分析,渗硼后试样表层的硬度和耐磨性较渗硼前有显著的提高。     

18CrNiMo7-6钢渗碳—渗硼层的组织和硬度

对18CrNiMo7-6钢试样分别进行了这样的处理:940℃渗硼5 h,油淬和低温回火;先渗碳至0.5 mm,然后940℃渗硼5 h,油淬和低温回火。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计检测了试样渗层的显微组织和硬度,以揭示预渗碳对18CrNiMo7-6钢渗硼的影响。结果表明,单一渗硼的18CrNiMo7-6钢试样渗层厚度为135μm,表面硬度为1 680 HV0.2;而经渗碳-渗硼的18CrNiMo7-6钢试样渗层厚度为150μm,表面硬度为1 710 HV0.2。两种试样的渗层均主要由Fe_2B相和少量FeB相组成。此外,渗碳-渗硼试样的过渡区宽度达1 600μm,远大于单一渗硼试样的过渡区宽度,从而显著改善了硼化物层的承载性能。     

预氧化对离子渗氮的影响

通过直接向离子渗氮炉通入空气的方法,首次研究预氧化对42Cr Mo钢离子渗氮的作用。采用金相显微镜、显微硬度计、XRD研究了渗氮层厚度和渗氮层物相。结果表明,预氧化对离子渗氮具有明显的催渗作用,在300℃预氧化30 min后进行离子渗氮(500℃×4 h),化合物层厚度达到15μm,是不经预氧化处理的传统离子渗氮化合物层厚度的2倍以上;有效扩散层厚度达到最大值570μm,明显高于传统离子渗氮的有效扩散层厚度。     

低碳中铬钢渗碳层的耐磨粒磨损性能研究

对低碳中铬钢（1Cr6Si2Mo）固体法稀土渗碳层的组织和耐磨性能与渗碳20钢及淬火Cr12Mo1V钢进行了对比试验研究。1C6Si2Mo钢的渗碳层内含有大量粒度为2．5－3．0μm、弥散分布的铬碳化物,其尺寸比Cr12Mo1V钢中的共晶碳化物小。渗碳淬火后的1Cr6Si2Mo钢试样耐磨粒磨损性能大大优于渗碳淬火后的20钢,但不及真空热处理的Cr12Mo1V。     

激光淬火后Cr12MoV钢渗硼层界面形貌与能谱分析

利用热浸渗法对Cr12Mo V冷作模具钢进行渗硼处理,通过激光淬火对渗硼层进行了强化处理,用SEM、EDS、XRD对渗硼层表面-界面形貌、化学元素分布和物相进行表征,分析了激光淬火对渗硼层组织和性能的影响。结果表明,激光淬火后Cr12Mo V钢渗硼层表面孔洞减少,降低了剥落的可能性;激光淬火后渗硼层产生了Fe-Cr化合物和Fe2B新相,仍以Fe B相为主,有利于减少渗硼层脆性;元素未发生大量扩散,富碳层仍然存在,但组织得到细化,韧性和强度有所提高;激光淬火时孔洞中Si元素溶于奥氏体中,分布更均匀,Cr与Fe结合增强了渗硼层结合强度。     

1Cr13不锈钢硼-碳复合渗工艺及其性能

对1Cr13马氏体不锈钢进行950 ℃预渗碳6 h复合不同渗硼工艺处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及配套能谱分析仪(EDS)、显微维氏硬度计、XRD、电化学工作站等研究了复合渗工艺以及最终热处理对硼碳复合渗层组织和性能的影响。结果表明,1Cr13钢最佳硼碳复合渗工艺为950 ℃固体渗碳6 h复合950 ℃固体粉末渗硼6 h,在此工艺下,渗硼层硬度高达1436 HV0.1,交界层硬度为924 HV0.1,预渗碳层硬度为630~910 HV0.1,基体心部硬度为560～590.7 HV0.1,复合渗层硬度梯度整体较为平缓。EDS检测得出交界层Cr元素含量最高,其质量分数为13.49%。XRD物相检测得出渗硼层中主要是硬度高且脆性较小的Fe₂B相,存在少量FeB和CrB相。复合渗试样与原样的腐蚀电极电位相比提升了0.104 V,硼碳复合渗工艺提高了1Cr13不锈钢的耐腐蚀性能。     

2Cr13不锈钢的硼碳共渗及其摩擦学性能

为了提高2Cr13不锈钢的的摩擦学性能,对其进行了950℃保温10 h的固体硼碳共渗,渗剂系自制,成分为5%碳化硼、20%无水硼砂(作供硼剂),15%木炭(作供碳剂),3%氯化铵和2%氟硼酸钾(作活化剂),10%石墨和40%碳化硅(作填充剂),以及5%氧化钇(作催渗剂)。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)检测了渗层的表面和截面形貌、微观结构和相组成;对经过和未经过硼碳共渗的2Cr13钢进行了纳米压痕试验,在330 g、530 g和730 g载荷下进行了摩擦磨损试验,以揭示硼碳共渗层的摩擦学性能及其磨损机制。结果表明:硼碳共渗层的厚度约为156μm,主要由FeB、Fe_2B、Fe_3C和CrB相构成,表面硬度达1 572 HV0.1,约为基体的6倍高;共渗层弹性模量约为265 GPa,表面粗糙度约为0.126μm。不同载荷的摩擦磨损试验表明,经硼碳共渗的钢的摩擦因数、磨损体积和比磨损率均显著小于未经共渗处理的钢。在以730 g载荷摩擦磨损试验的情况下,未经硼碳共渗的2Cr13钢的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损,而经硼碳共渗的钢则主要为磨粒磨损和氧化磨损。     

Cr12MoV钢渗硼工艺及渗层的组织与性能

采用正交试验方法,优化出Cr12MoV钢最佳的渗硼工艺参数为950℃×5 h及最佳的稀土加入量为0.3wt%。与普通工艺的渗硼层相比,优化的渗硼层较厚且致密,疏松和空洞减少,硬度压痕完整,渗层脆性较低,渗层前沿较齐整。经X-ray衍射分析表明,渗硼层主要由FeB、Fe2B、(Fe、Cr)3C、(Cr、Fe)7C3组成。经优化渗硼后再经970℃淬火、200℃回火处理后,其渗层耐磨性比优化渗硼层提高15倍。     

16Mn钢固体渗硼工艺研究

采用不同渗剂配比、不同加热温度对16Mn钢进行固体渗硼处理,并对其显微组织、显微硬度及试样表面成分进行分析。结果表明:渗剂(硼砂、氧化铝、氟硼酸钠)工艺为950℃×4 h的渗层厚度约为55μm;渗剂(硼砂、碳化硅、氟硼酸钠)工艺为1050℃×4 h的渗层厚度约为65μm。两种工艺处理后显微硬度均明显高于基体硬度,但1050℃×4 h得到的渗层与基体结合强度更高,其表面层生成FeB或FeB、Fe_2B。     

工艺参数对Q235钢辉光等离子渗Cr渗层影响的研究

在不同电源、不同气压、不同温度工艺参数下对Q235钢表面进行辉光等离子渗Cr.用金相显微镜及扫描电镜观察渗层组织形貌,用能谱仪进行渗层Cr元素浓度分布测定,用X衍射仪进行物相分析.结果表明:不同电源渗Cr的渗层均出现反应扩散现象,渗层均为明显的柱状晶组织;脉冲电源渗Cr层厚度最大达到100 μm以上,表面Cr含量达到40%(w%)左右,渗层距表面10μm处Cr含量达到10%以上,渗Cr层成分分布明显好于直流电源和双辉双电源;脉冲电源渗Cr随气压的升高,渗层厚度及Cr含量先增大后减小,工艺条件下最佳气压值为30 Pa;脉冲电源渗Cr随着温度的升高Cr渗层厚度增加,渗层Cr浓度分布曲线随温度的升高由表面向内梯度变得平缓且浓度提高.     

含钒渗氮钢离子渗氮性能的对比试验

对30Cr Mo V9、31Cr Mo V9、35Cr Mo V这3种钢进行了离子渗氮性能的对比试验研究,采用光镜、扫描电镜等对离子渗氮渗层性能进行了检验分析。结果表明:在本试验参数下,表面硬度由高到低的顺序是30Cr Mo V9钢、31Cr Mo V9钢、35Cr Mo V钢;渗氮层厚度由深到浅的顺序是35Cr Mo V钢、30Cr Mo V9钢、31Cr Mo V9钢;脉状组织评级结果由好到坏的顺序是35Cr Mo V钢、30Cr Mo V9钢、31Cr Mo V9钢。35Cr Mo V钢的渗氮速度快,抗脉状组织的性能好,离子渗氮工艺性能和综合性能最佳,更加适合深层离子渗氮。     

合金钢渗硼层硼化物相逐层组成的辉光光谱分析

用辉光光谱分析测出了纯Fe,45钢,Cr12Mo工具钢,Cr26Mo和Cr18Ni9Ti不锈钢的渗硼层中硼与合金元素的分布规律。根据测得的硼和合金元素的含量,计算了渗硼层中硼化物相的组成。经X射线衍射分析证明,计算结果是可靠的。     

IN DEPTH PHASE ANALYSIS OF BORONIZED LAYER ON ALLOYS BY GLOW DISCHARGE OPTICAL EMISSION SPECTROSCOPY

用辉光光谱分析测出了纯Fe,45钢,Cr12Mo工具钢,Cr26Mo和Cr18Ni9Ti不锈钢的渗硼层中硼与合金元素的分布规律。根据测得的硼和合金元素的含量,计算了渗硼层中硼化物相的组成。经X射线衍射分析证明,计算结果是可靠的。     

气阀钢表面Al-Ti及Al-Ti-Ce共渗层研究

用固体粉末法在4Cr10Si2Mo马氏体气阀钢表面制备了Al-Ti二元渗层及Al-Ti-Ce三元渗层,研究了渗层的显微组织和成分分布,测定了渗层显微硬度.结果表明:Al-Ti渗层厚约550μm,硬度500 HV;Al-Ti-Ce渗层厚约720μm,硬度570 HV.     

超声冲击对65Mn钢渗铬层摩擦磨损性能的影响

目的 提高65Mn钢的固体粉末渗铬层厚度和耐磨性能。方法 对65Mn钢进行超声冲击（UI）和固体粉末渗铬（SPC）相结合的复合工艺处理。采用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）,研究UI+SPC复合工艺处理后65Mn渗铬层的物相结构、厚度及元素分布。通过显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机研究渗铬层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果 SPC处理试样的渗层厚度约为45μm,UI+SPC复合工艺处理试样的渗层厚度约为58μm,相比SPC试样,渗层厚度提高了13μm。渗铬层表面均匀致密,主要相组成为（Cr,Fe）₂₃C₆、（Cr,Fe）₇C₆、Cr₂C。UI+SPC试样渗层表面硬度达1659HV,约为基体表面硬度的6倍,且硬度从表面至心部呈梯度下降。UI+SPC试样表面渗铬层具有较好的耐磨性能,平均摩擦系数为0.170,磨损量约为基材的1/4,其主要磨损机理为粘着磨损和氧化磨损,伴随着磨粒磨损。结论 UI可有效提高SPC工艺的Cr原子扩散性能,提高渗...     

W9Mo3Cr4V钢软氮化及组织性能

对W9Mo3Cr4V钢进行气体软氮化处理,研究氮化处理对钢组织及性能的影响.结果表明:采用甲酰胺为渗剂进行气体软氮化可得到约50μm的致密渗层,可有效提高W9Mo3Cr4V钢的硬度和耐磨性.经软氮化后,钢的表面硬度达到1150 HV0.1,而磨损速率约为3.9 mg/h,为未经软氮化的1/5.