半固态等温热处理对K4169合金组织和性能的影响

研究了等温热处理温度和保温时间等工艺参数对K4169高温合金半固态组织演变和力学性能的影响.结果表明,半固态等温热处理可以将K4169高温合金铸态组织中的枝晶转变为球形晶粒组织,在升温过程中晶界处部分7相发生溶解,随着温度的升高,γ+γ共晶相开始熔化,初生γ相在等温处理中逐渐演变为球状;等温温度越高,半固态重熔和初生γ相的演变过程越快,等温温度过高或保温时间过长,试样易发生变形且球形晶粒趋于长大;K4169高温合金半固态等温热处理时的最佳热处理工艺为加热温度1 310℃左右,保温时间为90～120 min,或加热温度1 320℃左右,保温时间为45～60 min;半固态等温热处理对合金压缩强度的影响与合金的组织形态有关,半固态K4169高温合金的硬度与铸态相比有所降低.     

渗氮温度对3Cr13不锈钢表面离子渗氮层组织和性能的影响

利用等离子渗氮技术,在不同温度下对3Cr13不锈钢渗氮6 h,研究了渗氮温度对渗氮层组织结构和性能的影响。结果表明:渗氮温度显著影响3Cr13不锈钢表面渗氮层的结构与性能,渗层厚度随着渗氮温度的升高而增加;渗氮温度升高促使表面相由α′N相和ε相逐渐变成CrN相及γ′相;随着渗氮温度的升高表面硬度提高,耐磨性能随之提高;而耐蚀性在低温渗氮(400℃)时比基体略有提高,之后(≥450℃)随着渗氮温度的升高呈下降趋势,且低于基体的。     

热等静压温度对激光选区熔化成形GH3536裂纹和组织性能的影响

利用激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)技术制备了GH3536镍基高温合金,研究了不同热等静压(Hot isostatic pressing,HIP)温度对SLM成形GH3536合金裂纹和组织性能的影响。利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)、电子背散射衍射(Electron backscatter diffraction,EBSD)、电子探针显微分析仪(Electron probe microanalyzer,EPMA)等方式表征了GH3536相组成和组织演变,利用高温持久性能试验机测试合金室温和高温拉伸性能。结果表明：经HIP后,SLM成形GH3536合金相组成保持不变,均为γ相,但晶格常数降低,且随着HIP温度的升高而降低。SLM态合金中存在10～100μm的微裂纹和气孔缺陷,微裂纹主要存在于熔池边界。经HIP后,合金中微裂纹完全消除,但仍存在少量孔洞。GH3536合金经高温高压处理后,晶粒尺寸增大,抗拉强度有所降低。其中SLM态试样室温抗拉强度...     

涂层刀具高速切削GH2132铁基高温合金加工表面变质层研究

加工表面变质层结构对零件使用性能起到重要作用,采用TiN/TiCN/TiAlN涂层硬质合金刀具对GH2132铁基高温合金进行高速切削试验,分析其加工表面变质层结构特征及形成机理。结果表明：经过涂层刀具高速加工的GH2132铁基高温合金表面变质层由白层和暗层组成,随着切削参数增加,加工表面塑性变形增大,晶粒细化,致使白层厚度增大;在加工表面微观结构电子背散射衍射(EBSD)分析中发现孪晶的存在,随着切削速度的提高,孪晶的数量增加,诱导材料组织发生相变,材料组织在转化过程中晶粒被拉长,促进塑性变形,从而引起加工表面组织再结晶。     

单相Fe-N奥氏体的气体渗氮制备工艺

对低碳铁片进行气体渗氮,以制备Fe N单相奥氏体。通过试验,获得奥氏体层生长与渗氮温度、氨分解率、渗氮时间、气体流量间的关系,确定了制备Fe N单相奥氏体的优化工艺范围,制备出尺寸为80mm×15mm×0.1mm的Fe N单相奥氏体,并对其进行X射线、金相、俄歇电子能谱分析以确认组织、相结构和含氮量。     

工艺参数对H13钢离子渗氮层性能的影响

利用离子渗氮妒对H13模具钢进行了离子渗氮处理，研究了不同温度及时间对渗氮层性能的影响。结果表明，随渗氮温度的提高，表面硬度先升高后降低，渗氯层厚度逐渐增加；随保温时间的延长，表面硬度逐渐降低，硬化层厚度逐渐增加；表面残留应力随着渗氮温度的提高和保温时间的延长均呈现升高趋势。另外，生产实践表明，渗氮后，模具使用寿命明显提高。     

渗氮处理

(一)表面渗氮的原理根据E.Leheser的铁氮合金平衡图,氨在加热的铁表面分解,生成“氮原子”。这种“氮原子”被铁表皮吸收,而产生特殊的氮扩散层。由于含氮量的不同,在不同温度下有下列四个安定相的存在(其中γ相仅在共析温度以上才呈平衡相存在)。 (1)固溶氮的α铁………α(体心立方格子), (2)固溶氮的γ铁………γ(面心立方格子), (3)固溶铁的Fe_4N………γ＇(面心立方格子), (4)固溶铁的Fe_2N ………ε(稠密立方格子)。     

TC4钛合金低压渗氮研究

为了提高表面性能,对TC4钛合金进行低压渗氮处理。通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)及显微硬度计分析了渗氮层的组织与硬度。结果表明,TC4钛合金经低压渗氮处理后,表面物相由Ti N、Ti2Al N、Ti3Al和α-Ti组成,渗氮温度较低时,渗氮层较薄,硬度较低,随渗氮温度升高,渗氮层厚度增加,表面硬度亦随之增加,温度为820℃时,表面硬度可达800~850 HV,硬化层深度为30μm~40μm,渗氮温度继续增加,渗氮层组织变得疏松,表面硬度开始下降。     

GH696高温合金表面热处理工艺研究

从国外引进的燃压机组中的某阀套材料为高温合金10X11H23TMP,转化国内材料牌号为GH696,通过对该材料进行气体渗氮处理,用金相法测定渗氮层深度,并对渗氨层的形貌特征进行分析,结果表明,GH696合金渗氨层深度和渗氮时间符合抛物线法则,渗氨层与基体界线分明,没有明显的过渡层,渗氮层深度可达0.17mm,表面硬度可达到800HV.     

GH4169镍基高温合金表面加工硬化研究

基于高速铣削GH4169镍基高温合金正交试验,借助截面法对每组加工参数下得到的材料表面进行硬度测量,记录并分析所得硬度值。通过分析可知,GH4169镍基高温合金加工性能差,加工硬化程度在110.5%-127.5%之间。通过对正交试验数据的极差分析,得到对其表面加工硬化影响的主次因素依次是铣削速度、切削深度、每齿进给量。并且随着铣削速度的增加,GH4169镍基高温合金的表面加工硬化程度逐渐降低;随着切削深度的增加,高温合金的表面加工硬化程度逐渐升高;每齿进给量对高温合金的表面加工硬化的影响很小。     

离心式压缩机齿轮的快速深层等离子渗氮

采用快速深层等离子渗氮工艺对离心式压缩机齿轮进行表面处理。利用光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针分析仪、努氏显微硬度计、微摩擦磨损试验机和扫描电镜对渗氮层进行分析。在510℃温度下等离子渗氮15h和20h后,渗氮层的厚度分别为341.25μm和502.33μm。渗氮层是由化合物层和扩散层两部分组成的,其中化合物层随渗氮时间的增加由ε-Fe2-3N+γ′-Fe4N双相层逐渐转变为γ′-Fe4N单相层。由于渗层中氮化物的强化作用,经过等离子渗氮处理的试样表面硬度升高,摩擦因数减小,磨损体积显著降低。渗氮层的磨损机制以粘着磨损为主。在保证芯部具有良好韧性的基础上,快速深层等离子渗氮处理能够显著提高齿轮的表面硬度,改善齿轮的耐磨损性能。     

感应加热对激光增材修复高温合金DZ125L组织和力学性能的影响

通过研究感应加热条件下激光增材修复高温合金DZ125L的组织和显微硬度分布规律,揭示了感应加热对高温合金修复层附近组织与性能的调控机制。结果表明,与无感应加热样品相比,1 000℃感应加热可以有效降低温度梯度,进而导致修复层枝晶间距由3.8 μm增加到7.2 μm,γ'强化相尺寸从19.8 nm增加到74.0 nm,热影响区范围由200 μm增加至500 μm。在热影响区中,显微硬度持续增加,并在修复层维持恒定。热影响区硬度值的连续增加主要与一次γ'和二次γ'的体积分数变化有关,而修复层硬化机制主要与不同尺寸γ'的强化效果有关。     

时效温度对LF9合金组织与性能的影响

研究了在不同温度时效后LF9合金组织与性能的变化。结果表明：在相同保温时间下,随着时效温度的升高,合金的室温和高温拉伸强度均升高,塑性、冲击功均下降;时效后合金的主要析出相为γ＇、M23C6、MC相;主要强化相γ’的析出量随时效温度的升高而增加,当温度低于720℃时,γ’相析出量增加显著,温度高于720℃时,析出量的增...     

钢气体渗氮产生的十种缺陷分析及对策

1.渗氮层硬度过低 原因 氮化钢成分不符;工件预先调质处理硬度过低;未除净渗氮件表面油污、脱碳层和氧化皮;使用新的渗氮罐及工夹具,或长期使用未退氮处理;第一段保温时NH_3分解率偏高,渗氮温度过高或渗氮箱内存在“触媒”物质引起,如H_2O对NH_3分解起“触媒”作用等因素。     

焊后加热对Fe-Cr-C耐磨层组织硬度的影响

采用埋弧堆焊方法在Q235低碳钢基体上制备了Fe-Cr-C耐磨堆焊层.研究了焊后高温加热过程对Fe-Cr-C耐磨堆焊合金组织及硬度的影响,并探讨了焊后加热温度对碳迁移的影响.利用XRD、光学金相显微镜、SEM分析了焊层的显微组织.结果表明,高温加热后焊层的显微组织和物相发生了变化,堆焊层硬度降低,熔合线附近出现明显的增碳和脱碳层,分析了堆焊层组织硬度变化与加热温度的关系.     

等离子体源渗氮奥氏体不锈钢的摩擦磨损行为

采用等离子体源渗氮技术对AISI 316奥氏体不锈钢进行450℃×6h改性处理,通过干摩擦磨损试验对比研究了该不锈钢基体和表面改性层在不同载荷下与Si_3N_4陶瓷球摩擦副对磨时的摩擦磨损行为,观察了磨损形貌,并对其磨损机制进行了分析。结果表明:等离子体源渗氮后,试验钢表面形成了厚度约17μm的单一面心立方结构的高氮γ_N相改性层,改性层中氮元素的原子分数为15%~20%,最大显微硬度约1 510HV0.01;与基体相比,在相同载荷下γN相改性层具有相当或更低的摩擦因数,且比磨损率均降低一个数量级以上,耐磨性能显著提高;基体的磨损机制主要为黏着磨损,而γN相改性层在较低载荷(2~4N)下的磨损机制主要为氧化磨损,在较高载荷(6~8N)下的主要为磨粒磨损。     

不同热处理对高温合金GH4141微观组织和拉伸性能的影响

高温合金作为航空紧固件的主要原材料,其力学性能直接影响着航空装备构件的紧固性能。以GH4141高温合金为试验材料,分析不同热处理后GH4141试样的金相组织、显微硬度、力学性能和断口形貌等特征,研究结果表明了固溶温度对晶粒尺寸影响较大,且随着固溶温度的升高,显微硬度降低;热处理后试样表面形成的残余应力为压缩状态;试样在1 080℃固溶760℃时效处理后的拉伸强度最大为1 214 MPa,其拉伸断口表现出明显的析出相强化诱导的颈缩和韧窝特征。     

曲轴离子渗氮工艺的改进

离子渗氮的温度可根据零件的材质、技术要求（包括：渗氮层硬度和深度、心部硬度、允许的变形量等）综合考虑进行选择。生产上常用的渗氮温度范围为450～650℃。对结构钢而言，渗氮温度低能得到较高的渗层硬度，保持较高的心部硬度，减小变形，但渗层较浅；若渗氮温度高，则心部强度降低，变形增大。保温时间的长短取决于零件的材料、渗氮层深度和渗氮温度。     

K32铁镍铬合金高温保护层的研究(合金料浆——粉末包装法)

K32合金是根据我国资源情况,研制的沉淀硬化型铁-镍基铸造高温合金,由GH302合金适当调整元素C、B而来。它无钴节镍、强度高、铸造性能好。上海汽轮机厂生产的3000瓩一级静叶(进气温度650℃)和6000瓩燃汽轮机二、三级静叶(进气温度760℃)均使用该合会。燃汽轮机的高温部件不但要有良好的高温强度。还要经受使用环境下长期高温氧化和腐蚀。但是K32合金抗氧化和耐热腐蚀性能较差,若不采用保护层,在750℃燃油的气氛中使用会很快破坏。目前,大部分工业性高温保护层是铝和其它元素扩散到高温合金表面形成β相(MAI)合金层。这种保护层的形成主要通过Ni和Co的外扩散或Al的内扩     

(Ti,Al)N+TiN涂层硬质合金刀具加工铁基高温合金正交切削试验研究

采用正交试验方案,应用(Ti,Al)N+TiN涂层硬质合金刀具对GH2132铁基高温合金进行外圆干切削,测量了切削力、切削温度、表面粗糙度和刀具寿命。利用最小二乘法对试验数据进行了多元回归分析,分别建立其经验公式,并分析了切削用量三要素分别对切削力、切削温度、表面粗糙度和刀具寿命的影响规律及其原因。通过试验得出了切削用量三要素分别对其影响的主次顺序。切削力:ap>f>vc,切削温度:vc>ap>f,表面粗糙度:f>vc>ap,刀具寿命:vc>f>ap。