软氮化—淬火—时效复合热处理研究及其应用

研究了低、中碳钢600～700℃软氮化淬火及时效复合热处理新工艺。630℃以上软氮化2小时后直接淬火,继之以100℃时效处理1.5～2小时,可以获得较厚的硬化层,在ε-相下面是硬度较高的马氏体层及扩散层,改善了氮化层中硬度的分布,从而解决了一般软氮化处理的渗层过薄及在低中碳钢制件上渗层硬度分布不合理的问题。对某些要求表面耐磨,抗蚀,处理后还须局部冷加工的结构较复杂的低碳钢另件,应用此种复合处理工艺,可获得良好的技术和经济效果。     

奥氏体不锈钢离子氮化与离子软氮化的比较

文章对1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢分别进行离子氮化与离子软氮化处理,工艺条件:处理温度480℃,处理时间8h,工作气压500Pa,工作电压800V,氨气流量1L/min;离子软氮化采用丙酮作为渗碳气氛,丙酬流量为0.01L/min.实验结果表明:离子氮化处理后渗层厚度为48μm,表面显微硬度为1310 HV0.1;离子软氮化处理后渗层厚度为70μm,表面显微硬度为1286HV0.1,且离子软氮化比离子氮化渗层厚度更厚、硬度梯度更缓和.     

球墨铸铁曲轴的气体软氮化

本文通过对气体软氮化处理前后的球墨铸铁的磨损实验，探讨了滑动摩擦的摩擦速度、摩擦时间、摩擦所承受载荷等因素，对摩擦性能的影响。同时，说明了由于软氮化前的精细加工，改善了表面粗糙度使表面摩擦系数减小以及软氮化后表面形成了以ε相和ｒ′相为主的均匀、致密、硬度高的化含物层、使球墨铸铁曲轴的耐磨性和使用寿命得到大幅度提高。     

奥氏体钢排气阀离子软氮化的研究

离子软氮化是一项化学热处理新工艺,它渗速快、渗层质量好、表面硬度高、脆性小。对于4Cr14Ni14W2M_0奥氏体耐热钢,在同一温度下,离子软氮化的保温时间只是纯氨离子氮化的一半。而且试样的耐磨性提高两倍,耐蚀性提高一倍。该钢离子软氮化的表层组织主要是Fe_2N,Fe_3N和Cr_2(C,N)化合物。离子软氮化的渗层生长速度服从抛物线规律。氮在化合物层和扩散层的扩散系数分别为:D_Ⅰ=1.848×10~(-9)厘米~2/秒和D_Ⅰ=1.695×10~(-9)厘米~2/秒。氮在化合物层和扩散层的扩散激活能分别是:Q_Ⅰ=1.68×10~4卡/克分子和Q_Ⅰ=3.15×10~4卡/克分子。     

气体软氮化的微机控制

系统分折了氨加甲醇裂化气软氮化微机控制系统的硬件和软件设计过程;分别就理想情况和实际控制过程导出最优扩散条件的数学模型,并针对实际应用对后者做了近似处理;分析讨论了W18Cr4V钢无白层微机控制软氮化的试验结果。结果表明,该微机控制系统稳定可靠,氮势控制精度为±0.04,模拟最优扩散条件氮势控制软氮化,既可获得要求的渗层组织性能,又可显著提高氮化速度。     

奥氏体不锈钢的低温离子软氮化处理

利用低压等离子体辉光放电技术对AISI 31 6奥氏体不锈钢进行低温离子软氮化硬化处理。处理后的奥氏体不锈钢属于一种无氮化铬或碳化铬析出的氮和碳的过饱和固溶体 (S相结构 )。这种渗入钢中的过饱和氮和碳元素引起奥氏体晶格发生畸变 ,使渗层的硬度和耐磨性都有较大幅度的提高。由于处理后的奥氏体不锈钢渗层内的最大含氮量和最大含碳量分别出现在不同的深度 ,既有离子渗氮处理的高硬度 ,又有离子渗碳处理的高渗层厚度和良好的硬度梯度等特点     

QPQ工艺对低碳钢显微结构及极化性能的影响

用QPQ盐浴复合处理技术对低碳钢进行表面改性处理,对处理后的低碳钢表面进行系统表征。结果表明:QPQ氮化处理后低碳钢试样表面从外至内由Fe₃N/Fe₂₄N₁₀/FeN_0.0939组成,氧化处理后,试样表面从外至内的组成物变成了Fe₃O₄/Fe₂N/α-Fe,氧化处理使外层氮化层由Fe₃N转变成Fe₃O₄/Fe₂N,内层氮化层由Fe₂₄N₁₀/FeN_0.0939转变成α-Fe;氧化处理后,分别在外层氮化层和内层氮化层上出现大量的显微裂纹和孔状结构;与只进行过氮化处理的试样相比,氧化处理后试样的表面硬度降低了50~100 HV_0.025。通过极化曲线可以看出,与氮化试样相比氧化处理后腐蚀电流密度下降了0.055 μA.cm-2,腐蚀电位也降低了79 mV。这表明氧化处理能有效提升试样的耐腐蚀能力,而氧化过程中产生的表面缺陷可能导致了腐蚀电位下降。     

球墨铸铁稀土催渗软氮化动力学研究

本文在通氨滴醇软氮化基础上加入不同量的稀土元素,研究了稀土元素对Q770-2球墨铸铁软氮化动力学的影响以及稀土的催渗机理。结果表明,稀土元素(La)可以渗入球铁表面,主要存在于石墨边界及基体晶界,对软氮化过程具有显著的催渗作用,使渗层表面硬度及渗层硬度增加、渗层深度增加。加15克稀土软氮化可使软氮化渗速提高55％。     

一种节能高效固体软氮化技术的研发

针对固体软氮化存在的能耗高、效率低等不足之处,研究设计了一种新的节能、高效固体软氮化技术.新技术通过在软氮化粉末渗扩介质与被渗样品间施加合适参数的直流电场来实现.研究结果表明,直流电场可降低处理外热温度,显著增加渗速,改善渗层硬度梯度分布,达到了节能、高效之目的.     

稀土催渗气体软氮化工艺的研究

研究在气体软氮化过程中,加入稀土元素对渗层深度、动力学过程及硬度分布的影响.稀土可使40Cr,38CrMoAl和45钢的软氮化速度提高30％～100％;表层硬度稍有降低,过渡层硬度增大,硬度梯度明显减小。还初步讨论了稀土元素对软氮化过程的催渗机理。     

软氮化对灰铸铁抗粘着磨损和抗磨料磨损的影响

本文研究了气体软氮化对普通灰铸铁抗粘着磨损和抗磨料磨损的影响。比较了不同温度软氮化后的渗层组织和耐磨性,分析了化合物层、有效硬化层厚度和残余奥氏体对耐磨性的影响以及回火的作用等。试验结果表明,普通灰铸铁经650℃气体软氮化后油冷并经280℃回火,可获得较厚的有效硬化层和良好的耐磨性。通过金相、X射线和电镜分析,从软氮化渗层的结构上阐明了导致灰铸铁耐磨性提高的原因。     

珠光体球铁软氮化化合层耐磨性研究

通过对珠先体球铁软氮化化合层的氮浓度分布、氮原子扩散、X衍射相结构、渗层的显微组织、予先热处理的制度,以及室内磨损试验的分析研究,讨论了不利于提高化合层耐磨性因素的影响,最后提出了提高珠光体球铁化合层耐磨性途径——软氮化+高频复合处理工艺的热处理方法。     

液体软氮化渗层质量的研究

采用以尿素为主要原料的液体软氨化工艺，对阀杆（３５钢）进行了氮化处理。并通过不同配方、不同温度及时间，对渗层疏松及渗层深度作了对比试验。试验结果表明，渗层疏松主要是由于盐浴内ＣＮＯ－浓度过高所致；而渗层深度则随氮化温度、氮化时间及其盐浴成分配方的不同而变化。     

复合处理含氮马氏体强化工艺的研究

氮化淬火复合处理是一种强化金属的有效途径。本文讨论了对几种常用碳钢和低合金钢进行气体软氮化 整体淬化复合处理的研究试验结果,分析了不同复合处理工艺对金相组织和相组成、氮浓度分布、硬度特性、残余应力分布、疲劳性能和耐磨性的影响规律,探讨了复合处理的强化机理,并介绍了其生产试验和应用效果。试验表明,复合处理后可在另件表面形成一层含氮马氏体,与单纯淬火的含碳马氏体相比,组织细微,位错密度高,硬度大,有较大的强化效果;与氮化相比,复合处理可进一步提高表面硬度,增加硬化层深度,还可在表面形成较大的残余压应力,故可显著提高另件的疲劳极限和耐磨性,延长另件的使用寿命。文中还对另件经复合处理后的组织状态,表面疏松及形成因素进行了分析研究。     

氮化时间对17-4PH不锈钢显微组织和 冲蚀性能的研究

本文对17-4PH不锈钢在430 °C进行了不同时间低温液体氮化来研究氮化时间对不锈钢渗层显微组织和冲蚀性能的研究。研究结果表明,氮化层的组织和氮化时间有密切关系。氮化4h后,渗层的组织为扩展奥氏体和扩展马氏体,氮化8-16小时后,渗层析出Fe4N,氮化40h后,渗层内大量析出Fe2N,并由于N的渗入导致大量裂纹的产生。液体氮化后不锈钢的硬度由未氮化的309HV0.1提高到1100HV0.1。液体氮化显著提高不锈钢的抗冲蚀能力,氮化4小时的冲蚀失重是未氮化的10%。     

25Cr2MoV钢变温快速深层离子氮化工艺的研究

采用显微硬度计和ｘ射线衍射仪等手段，研究了２５Ｃｒ２ＭｏＶ钢经普通离子氮化和变温快速深层离子氮化新工艺处理后，其氮化层的性能及相组成，结果表明：在相同氮化时间内，变温快速深层离子氮化新工艺能显著地增加材料的有效氮化层深和总氮化层深，提高材料的表面硬度．     

试论氮基气氛软氮化的氮势

本文导出NH_3+N_2+Co_2氮基气氛软氮化的氮势计算公式,并且用七种钢试样在管式炉内进行许多次软氮化试验。结果表明,各种钢试样表面均能获得一定的氮碳共渗层深度,其中包括碳氮化合物层和扩散层深。试验过程中取气样分析炉气成分,并测定氨的分解率,然后用两种方法确定气氛的实际氮势值。两种方法测得的氮势值十分相近,并且都大于纯氨氮化时生成白层的临界氮势,说明导出的氮势公式适用于度量氮基气氛软氮化的能力。     

球铁曲轴稀土软氮化工艺的研究

笔者研究了稀土对球铁曲轴软氮化工艺及渗层硬度分布的影响,结果表明：加入稀土对球铁曲轴软氮化有明显的催渗作用,软氮化时间可缩短３０％;稀土催渗后,渗层硬度梯度趋向平缓,稀土催渗的球铁曲轴使用寿命提高１０％。     

高速钢离子氧氮化和离子软氮化的研究和应用

为提高高速钢刀具切削性能延长刀具的使用寿命,赋与刀具以高硬度耐磨性、高抗粘屑性、良好耐蚀性能等,在气体氧氮碳共渗和气体软氮化基础上,试用离子冲击扩渗法进行离子氧氮化和离子软氮化处理。试验表明,离子氧氮化处理(550℃左右、10～25分钟氨氧比在1/100～1/70)可获得高硬度的渗层(1100HV以上)和良好的硬度分布,并在其外层复以薄的氧化层,使刀具具有优良性能和高度的使刚寿命。而且使用液化石油气有着来源方便、价格低廉之特点。两种工艺处理后刀具的使用寿命都能提高约5～8倍。同时,为扩大现有离子氮化炉的应用范围开辟了广阔道路,使离子冲击设备发挥更大作用。     

氢致4Cr14Ni14W2M0钢氮化层剥落的机理研究

采用普通金相、X射线、电于显微镜等方法,对稳定型4Cr14Ni14W2Mo奥氏体不锈钢氮化层剥落问题进行了试验分析.在此基础上应用RHIE型氢气测定仪测量了该钢不同组织形态(如晶粒度大小、晶界状态、碳化物等),不同条件下的氢含量.试验表明,组织状态不同,导致氢含量的明显差异以及氮化层剥落倾向的差异,从而为揭示4Cr14Ni14W2Mo钢氮化层剥落的机理提供了重要线索,同时也为进一步探讨氮化层剥落的机理研究开辟了新的视野.