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.     

快速强韧氮化工艺对M2钢性能的影响

以M2钢为研究对象,研究了快速强韧氮化工艺对其微观结构、渗氮层深度、脆性及变形量的影响,揭示了该工艺在M2钢表面的渗氮机理。结果表明,快速强韧氮化工艺比传统QPQ盐浴复合处理工艺在相同氮化时间内获得更深的氮化层厚度,试样表面硬度整体提升,氮化层脆性级别为1级,氮化后微量变形。     

3Cr2W8V模具钢激光熔凝＋渗氮复合处理的组织与耐磨性研究

采用横流CO2激光器对3Cr2W8V热作模具钢表面进行激光熔凝处理,然后对激光处理后的试样进行QPQ盐浴渗氮复合处理.用电子显微镜观察了复合处理后3Cr2W8V钢试样的金相组织,并通过划痕硬度试验和磨损试验测试了QPQ盐浴渗氮试样和经激光熔凝处理再进行QPQ盐浴渗氮试样的硬度和耐磨性.结果表明,经过激光熔凝处理的试样具有更好的渗氮效果,在渗氮时间相同的条件下,经激光熔凝处理冉进行QPQ盐浴渗氮复合处理的试样渗氮层更深,划痕硬度和耐磨性较未采用激光处理直接渗氮的试样都有较大幅度地提高,其中划痕硬度平均提高了15.6%,耐磨性平均提高了47.9%.预先激光熔凝再盐浴渗氮的复合处理工艺町以较大幅度地提高工件表面的耐磨性.     

离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响

对2Crl3不锈钢在530℃进行了5h离子渗氮;采用自行设计的旋转冲蚀磨损装置研究了经离子渗氮的2Crl3不锈钢在液-固两相介质中的冲蚀行为;通过球-盘磨损试验研究了离子渗氮对2Crl3钢耐磨性能的影响;测定了试样表面的显微硬度和冲蚀失重,并用扫描电镜观察分析了冲蚀和磨损后试样表面的形貌。结果表明,离子渗氮可显著提高2Crl3不锈钢的表面硬度和耐磨性,但由于氮化铬在渗氮层中的析出,损耗了铬,从而显著降低钢的耐冲蚀性能。     

热模钢渗氮与30SiMn2MoVA镀铬性能比较

30SiMn2MoVA钢作为我国传统轻武器身管用钢,逐渐不能满足现代武器的要求,内膛镀铬处理带来的问题也急需解决。选用一种新研发的具有良好室温、高温和低温强韧性匹配的热模钢25Cr3Mo2NiSiWVNb,结合其合金元素种类,通过盐浴渗氮进行表面改性,并与30SiMn2MoVA镀铬进行比较。开展了30SiMn2MoVA镀铬和热模钢渗氮后组织形貌观察、硬度检测以及热模钢渗氮前后物相变化的分析,并针对身管储存要求及实际射击工况,对两种试样的耐蚀性和耐高温磨损性能进行比较。结果表明:热模钢渗氮后硬度高于镀铬层,在3.5%NaCl溶液中耐腐蚀性能与镀铬层相当,但是耐高温磨性能仍需要进一步提升。     

亚温淬火工艺对25Cr2Ni3Mo钢力学性能的影响

本文对25Cr2Ni3Mo高强度低温钢进行了亚温淬火的热处理工艺试验,对不同亚温淬火温度处理后试样的常温拉伸性能和-115℃的低温冲击吸收能量值进行了测试,并应用金相显微镜、扫描电子显微镜等进行了金相显微组织、冲击断口形貌的分析。亚温淬火试样的金相组织比正常调质的均匀细小,断口形貌更好,综合力学性能更高,850℃油冷+840℃油冷的双淬火试样的综合性能最好。确保了25Cr2Ni3Mo螺栓要求的高温力学性能。     

QPQ盐浴复合处理对5CrMnMo钢的组织与性能影响

探讨了5CrMnMo钢的QPQ盐浴复合表面处理工艺,利用扫描电镜观察处理后的表层显微组织、检测氮化层厚度、分析氮化层质量;利用显微硬度计检测组织的显微硬度,并对不同的渗氮试样作磨损、耐腐蚀对比试验。结果表明:经QPQ处理的5CrMnMo钢具有组织均匀、结构致密的渗层,且具有很高的显微硬度、耐磨性以及强抗腐蚀性。     

QPQ盐浴复合处理对5CrMnMo钢的组织与性能影响

探讨了5CrMnMo钢的QPQ盐浴复合表面处理工艺，利用扫描电镜观察处理后的表层显微组织、检测氮化层厚度、分析氮化层质量；利用显微硬度计检测组织的显微硬度，并对不同的渗氮试样作磨损、耐腐蚀对比试验。结果表明：经QPQ处理的5CrMnMo钢具有组织均匀、结构致密的渗层，且具有很高的显微硬度、耐磨性以及强抗腐蚀性。     

00Cr22Ni5Mo3N中合金双相不锈钢的热处理

00Cr22Ni5Mo3N中合金双相不锈钢具有优良的耐腐蚀性和较高的强度,但不能热处理相变强化。离子渗氮可大大提高其表面硬度。研究了离子渗氮介质、工艺参数对00Cr22Ni5Mo3N钢渗氮层硬度、深度、脆性和均匀性的影响,介绍了已成功应用于该钢的离子渗氮工艺。     

SDAH13钢铝含量和离子氮化工艺优化及高温磨损性能

铝元素对模具钢的离子氮化工艺和性能具有重要影响,适当的铝含量可以改善模具钢渗层质量,显著提高其表面硬度和耐磨性。通过正交试验和单变量试验研究了不同铝含量的SDAH13钢较优的离子氮化工艺及其高温磨损性能。利用OM、SEM、XRD表征了渗氮层的微观组织及物相,应用高温摩擦磨损试验机研究了SDAH13钢离子氮化前后的磨损性能,通过光学轮廓仪测量了磨损量并计算了磨损率,同时通过SEM观察了样品的磨损形貌并且进行了EDS能谱分析。研究结果表明:含铝质量分数为0.76%,氮化温度为540℃,保温时间14 h,炉压为400 Pa时,离子氮化效果较优;随着铝含量的增加,渗氮层厚度会减薄。在500℃条件下进行摩擦磨损实验时,与未氮化试样的磨损率比较,采用较优渗氮工艺进行离子氮化的Al0.76-SDAH13钢的磨损率能降低45%,其耐磨损性得到了显著提高。     

钒对Cr12Mo模具钢渗氮层及其摩擦学行为的影响

在Cr12Mo和Cr12MoV模具钢表面进行气体渗氮处理,对比分析了V对Cr12Mo模具钢渗氮层显微结构及其摩擦学行为的影响。结果表明,气体渗氮后两种模具钢的表面均制备出深度约120 μm的渗氮层,由表及里依次为渗氮层、扩散层和基体;V提高了模具钢的耐磨性,Cr12MoV表现出较好的耐磨效果;相比V对模具钢基体和扩散层硬度的提升而言,V对渗氮层最大硬度值附近区域的硬度提升幅度更为明显;V对两种模具钢渗氮层耐磨性的影响并不明显,但V的主要贡献在于促进了渗氮时N的有效渗入,大大提高了渗氮层与扩散层间的界面结合力,避免了渗氮层与扩散层间的开裂,促使磨损机制由疲劳磨损转变为黏着磨损,进一步提高了渗氮层的服役寿命。     

TC6合金柱塞表面改性对耐磨性能的影响

采用离子渗氮、双层辉光离子渗Mo、阴极弧离子镀TiN技术在TC6钛合金基体表面制备了强化层。对比研究了TC6合金基体、各强化改性层、Cr12MoV工具钢在航空煤油中分别与GCr15钢及铜合金(ZCuSb3Ni3Zn3Pb20P)配副对磨时的摩擦学性能,探讨了TC6合金渗氮后抛磨处理对摩擦副磨损行为的影响。结果表明,在航空煤油环境中,以GCr15钢为配副时,TC6合金的表面耐磨性能明显不及Cr12MoV钢;对TC6合金进行表面强化改性处理,离子渗Mo、离子渗氮、离子镀TiN可提高TC6合金表面硬度,显著提高表面耐磨性,但仍不及Cr12MoV钢;TC6合金离子渗氮再经抛磨后处理可减小表面粗糙度,具有较低的摩擦因数,能有效地改善摩擦体系的耐磨性能,获得优于Cr12MoV钢的耐磨性能。     

4Cr2MoWVNi钢离子渗氮工艺研究

通过对4Cr2MoWVNi钢进行离子渗氮工艺处理，研究了温度、时间对渗层组织、耐磨性能的影响。结果表明，采用合适的处理温度和时间，可以得到最佳的渗氮层深及表面硬度，在保证一定的渗氮层深条件下，4Cr2MoWVNi钢的热耐磨性能明显提高，使模具使用寿命大幅度提高。     

3Cr2W8V钢碳锰氮复合渗

用金相、电子探针、X射线衍射、显微硬度和磨损等试验方法，分析了3Cr2W8V热作模具钢固体碳锰氮复合渗的渗层组织结构及性能，结果表明，该复合渗表面强化工艺可有效地提高模具钢的硬度与耐磨性。生产应用结果表明，可使模具使用寿命提高一倍左右．     

Microstructure and tribological characteristics of nitrided layer on 2Cr13 steel in air and vacuum

A 2Cr13 steel was gas nitrided in pure NH₃ gas atmosphere at 793 K for 20 h. The microstructure, composition and microhardness of the nitrided samples were examined. The tribological behaviour of the nitrided 2Cr13 steel in air and vacuum was investigated in order to analyse effects of the nitriding on wear resistance of the 2Cr13 steel. The results show that the nitrided layer consists of a compound layer and diffusion zone. The nitriding increases both the surface hardness and wear resistance of 2Cr13 steel in air and vacuum, and the anti-wear characteristic of the nitrided 2Cr13 steel in vacuum is much higher than that in air. The nitrided layer exhibits a mild wear in air, and avoids the severe wear that happens on the unnitrided steel. While the adhesion dominates the wear process in vacuum. The material transfer between the wear couples helps to improve the tribological characteristics of the nitrided layer in vacuum.     

复合化学热处理对G13Cr4Mo4Ni4V钢组织和硬度的影响

采用扫描电镜、洛氏硬度计和维氏显微硬度计研究了渗氮140 h对渗碳+淬火+回火G13Cr4Mo4Ni4V钢微观组织及硬度的影响。结果表明,渗碳+淬火+回火后G13Cr4Mo4Ni4V钢有效渗碳层深度为1.45 mm,渗碳层最高硬度为785 HV,心部硬度为420 HV,经渗氮处理后有效渗碳+渗氮层深度降为1.34 mm,渗氮层深度为0.22 mm,渗氮层最高硬度可达到948 HV,心部硬度为451 HV,较未渗氮试样硬度略有提高。渗碳+淬火+回火和添加渗氮处理后G13Cr4Mo4Ni4V钢的表面洛氏硬度相当,均在62~65 HRC 之间,但渗氮处理后试样的硬度波动性较大。添加140 h渗氮的渗碳+淬火+回火后G13Cr4Mo4Ni4V钢实现了“表面硬心部韧”的目标,渗氮层深度满足工程需要,但添加渗氮处理后G13Cr4Mo4Ni4V钢在渗碳层和渗氮层出现类网状碳化物,因此在渗氮过程中需要综合考虑渗氮层深度和微观组织,以获得良好的综合力学性能。     

Mn对热作模具钢4Cr3Mo2NiVNb热疲劳性能的影响

采用Ｕｅｄｅｈｏｌｍ法研究热作模具钢４Ｃｒ３Ｍｏ２ＮｉＶＮｂ和添加１．５％Ｍｎ后该钢的热疲劳性能。结果表明，添加１．５％Ｍｎ后，４Ｃｒ３Ｍｏ２ＮｉＶＮｂ钢的热疲劳抗力有所下降。试验结果同时表明，影响热作模具钢低周热疲劳的主要因素是钢的断裂韧性。     

304奥氏体不锈钢氮离子注入层的组织与性能研究

对具有抗磁性的304奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理,以提高其硬度和耐磨性.研究了奥氏体不锈钢渗氮前后的金相组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性等,并与常用高硬度、高耐磨性GCr15钢进行了对比.结果表明:304奥氏体不锈钢通过一定时间的离子渗氮后,依然具有很好的抗磁性能,且表层硬度约为基体硬度的6倍,耐磨性能大大提高,其性能...     

硼铸铁缸套QPQ盐浴复合处理的组织和性能研究

利用扫描电子显微镜(SEM)分析了硼铸铁缸套QPQ(淬火-抛光-淬火)处理后的表面形貌、氮化层深度;采用401MVA型显微维氏硬度计测量试样显微硬度;在M-2000型磨损试验机上进行滑动磨损试验;采用10%NaCl水溶液浸泡法对其进行抗蚀性测试。研究结果表明:硼铸铁经QPQ盐浴复合处理后,得到了一定厚度的白亮层和扩散层,使金属零部件表面形成高硬度、高耐磨性能的氮化物层,组织和性能稳定,表层显微硬度最高达到1010HV0.1,是基体显微硬度的3倍以上。耐磨性和抗腐蚀性较渗氮前都有大幅度提高。并用该工艺方法对硼铸铁缸套进行了批量生产,实际应用表明可使硼铸铁缸套使用寿命大大提高,易于推广应用。