Cr12钢常压等离子束表面淬火研究

研究了不同扫描电流条件下，Cr12钢经等离子束扫描后硬化层的深度、显微组织及显微硬度。试验结果表明，Cr12钢经等离子束扫描后，表面得到隐针马氏体组织，起到了淬火硬化及细晶强化作用；硬化层深度随扫描电流而变化，大约为0．40—0．60mm，显微硬度可达600HV左右。     

T8A钢激光淬火工艺的研究

论述了不同原始状的T8A钢激光淬火后的组织和性能特征,并测定了淬硬层宽度、深度、残余奥氏体量及表面硬度等参数。实验结果表明:当功率密度一定时,改变扫描速度,T8A钢的淬硬层深度、宽度、残余奥氏体量及表面硬度均发生明显变化,当功率密度为2143W/cm~2,扫描速度为6mm/s时,最大淬硬层深度为0.77～0.83mm,表面层的组织为隐针马氏体、残余奥氏体和细小的碳化物,表面硬度达Hv790～1000。     

强流脉冲电子束作用下TC4钛合金表面Cr合金层制备及性能

利用强流脉冲电子束技术(HCPEB)对TC4钛合金表面进行Cr合金化处理,从而改善了材料的表面性能。采用X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析表层中的相组成和微观结构。试验结果表明:经HCPEB表面合金化后基体表面形成了数微米的Cr合金层,合金层中析出了颗粒细小、均匀分布的Laves相Cr2Ti;同时,TC4钛合金经HCPEB轰击后表层发生了马氏体相变,形成了大量的板条马氏体组织。此外,硬度测试和电化学结果表明:经HCPEB处理后样品的表面显微硬度和耐蚀性能均得到明显提高。     

65Mn钢激光表面强化工艺参数研究

目的 研究激光强化工艺参数对65 Mn旋耕刀基体显微硬度的影响,以表面硬度和磨损量为表征参数,寻求最佳工艺参数.方法 采用设计正交实验方法确定激光参数、激光功率、扫描速度和光斑直径变化区域.通过激光强化区的金相组织和表面显微硬度,确定影响因数的大小.结果 激光影响区的金相组织主要为马氏体,影响表面硬度的参数主要是激光功率,其次是扫描速度,而光斑直径影响最小.结论 当激光功率1 200 W、扫描速度20 mm/s,光斑直径2.5 mm,强化区的显微硬度达到最大值.     

强流脉冲电子束作用下铝钨合金的表面合金化

将W粉预涂覆在铝基体表面后利用强流脉冲电子束(HCPEB)对其进行合金化处理。利用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜详细分析了合金层微观结构。并考察了HCPEB合金化后样品表面的力学性能和耐腐蚀性能。实验结果表明:经HCPEB处理后材料表层发生了合金化,合金化层主要由熔化层和固态扩散层构成,厚度达到15μm左右;合金层的相主要为W和(或)Al-W金属间化合物组成;处理后的样品表面硬度得到显著提高。此外,电化学实验结果表明,合金化后表面耐腐蚀性能也得到明显的改善。     

Fe-Ni-P-B-C表面合金层的激光熔化激冷组织

本文研究了在45碳钢表面熔Fe—Ni—P—B—C共晶和亚(过)共晶合金簿层后,利用激光使表层熔化激冷所获得的微晶组织形态,非平衡相过饱和度,回火时的变化以及激光熔化激冷对钢表面合金层的硬度和耐磨性的影响。并与以前的工作进行比较分析,为激光熔化激冷表面强化新技术提供理论依据。     

TC4合金表面TiN陶瓷激光熔覆层的组织和耐磨性能

为提高TC4合金的耐磨性能，采用连续波CO2激光在其表面熔覆TiN陶瓷涂层，分析了熔覆层的微观组织结构，对熔覆层的硬度和磨损性能进行了测试．结果表明，TiN激光熔覆层分为两个亚层，表层为TiN熔凝层，由TiN棒状树枝晶组成，底层为TiN和钛合金混凝层，由TiN棒状树枝晶、TiN颗粒和钛合金马氏体组成；TiN激光熔覆层的显微硬度在500—900HV之间，明显地改善了TC4合金的磨损性能．     

钢的固体深层渗硼

采用复合催渗和调整工艺参数能较好地实现钢的固体深层渗硼 .分析结果表明 :渗硼层表层由Fe2 B和FeB双相组成 ,向内Fe2 B相增加 ,FeB相减少 ,渗层呈梳齿状 ,齿的前沿过渡区较宽 ,心部组织较粗大 ;表层存在疏松和孔洞 ,且随钢中含碳量增加和合金元素的含量增加 ,渗层深度下降 ,疏松和孔洞减少 ;疏松和孔洞使表层硬度低于次表层 ,其显微硬度分布有一峰值 ,渗层显微硬度分布较为平缓     

TC11钛合金旋转辅助超声喷丸组织演化规律研究

设计了适用于强化疲劳试样的旋转辅助超声喷丸实验平台,采用技术手段对强化试样微观组织进行表征,结果表明：超声喷丸强化技术可以选取密度更大,硬度更高的喷丸小球来提高强化效率;超声喷丸处理对疲劳试样棒工作段硬度强化是非均匀的,强化区域沿层深方向硬度呈现梯度分布;强化区域表层呈现梯度纳米结构,晶粒细化机制为引入大塑性变形导致的连续动态再结晶;超声喷丸强化时间过长会导致过度喷丸,材料表面会萌生微裂纹。     

碳钢Cr-Ti共渗及Al-Ti共渗层的组织和性能

为了提高碳钢构件的硬度、耐磨性和耐蚀性，对35钢及20钢实施Cr—Ti共渗及Al-Ti共渗，用X射线、EPMA、显微硬度及摩擦磨损实验等分析测试方法，研究了渗层的组织和性能．结果表明，35钢Cr—Ti共渗层外侧富Cr、内侧富Ti，在3．5％NaCl和10％H2SO4溶液中有良好的耐蚀性；渗层表面硬度HV0.2=1900，耐磨性比17Cr2Ni2Mo渗碳钢对比试样提高3倍．35钢Al—Ti共渗层外侧富Ti、内侧富Al，在10%H2SO4溶液中的耐蚀性较差；渗层表面硬度为HV0.2=400，但耐磨性仍比对比试样提高近一倍。     

钢的固体深层渗硼

采用复合催渗和调整工艺参数能较好地实现钢的固体深层渗硼。分析结果表明：渗硼层表层由Fe2B和FeB双相组成,向内Fe2B相增加,FeB2相减少,渗层呈梳齿状,齿的前沿过渡区较宽,心部组织较粗大;表层存在疏松和孔洞,且随钢中含碳量增加和合金元素的含量增加,渗层深度下降,疏松和孔洞减少;疏松和孔洞使表层低于次表层,其显微硬度分布有一峰值,渗层显微硬度分布较为平缓。     

超声冲击对高锰钢辙叉组织与性能的影响

利用超声冲击技术对高锰钢辙叉试样表面进行强化处理。用维氏显微硬度仪测量分析横截面显微硬度分布,用金相显微镜和扫描电镜观察经超声冲击后的组织变化。试验结果表明:经超声冲击处理后,试样表面的显微硬度显著提高,且随冲击功率的提高逐渐增大,随距表面距离的增大而减小;试样表层经超声冲击产生高密度滑移线,随着距表面距离的增大,由多系滑移逐渐过渡到单系滑移,滑移带与基体没有明显界限;试样表面经超声冲击发生剧烈的塑性变形,冲击功率越大,塑性变形越剧烈,变形层越厚。     

试件厚度对激光淬硬层的影响

本文通过实验研究了退火45钢在功率为1KW 激光束处理时,在2—6mm 范围变化的试件厚度对激光硬化层深度和宽度以及组织和硬度分布的影响。并且指出:随着板厚的减小,硬化层深度增加,硬化层中非 M 组织增多,表面硬度降低;扫描速度愈低,影响愈显著。文中用新的热传导模型对这种变化规律作出解释,并根据钢在激光快速加热条件下组织转变的特殊规律,对硬化层中四层组织的形成机理进行了分析。     

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。     

等离子堆焊镍基合金粉末的组织与性能

为了提高核电成套设备的阀体性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子探针显微分析仪和能谱仪分析了堆焊层的组织形态和成分分布,利用显微硬度计测量了堆焊层的硬度,利用磨损试验机分析了堆焊层的耐磨性.结果表明,堆焊层主要由过共晶组织组成,从熔合线到堆焊表面堆焊层组织依次为平面晶生长区、亚共晶组织区、共晶组织区和过共晶组织区.堆焊层金属相由γ-Ni、CrB、Cr_2B、Cr_7C_3和Cr_(23)C_6组成,初晶相由硼化物(CrB或Cr_2B)和碳化物(Cr_7C_3或Cr_(23)C_6)组成,而共晶组织主要由富(Ni,Fe)奥氏体固溶体或富Ni奥氏体固溶体组成.堆焊层表面平均硬度达到50 HV以上,约为基体硬度的3~5倍,与母材相比堆焊层的耐磨性约提高了9倍.     

表面滚压强化A473M钢的组织及性能

为了提高A473M马氏体不锈钢表面的耐磨性能,采用滚压加工强化不锈钢表面,对其组织及性能进行研究,并确定了最佳工艺参数.采用扫描电子显微镜、白光干涉仪、显微硬度计和摩擦磨损实验机对不锈钢的硬化层组织、表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能进行表征.结果表明,当滚压进给量由0.05 mm/r增加至0.15 mm/r时,不锈钢表面粗糙度变化趋势呈"∨"形,表面显微硬度和磨损性能的变化趋势呈"∧"形.当进给量为0.1 mm/r且表面粗糙度为62.7 nm时,不锈钢硬化层组织明显细化,滚压层表面显微硬度达到550 HV且为基材的2.2倍,硬化层深度达到200μm,相对耐磨性为3.7.     

表面滚压强化A473M钢的组织及性能

为了提高A473M马氏体不锈钢表面的耐磨性能,采用滚压加工强化不锈钢表面,对其组织及性能进行研究,并确定了最佳工艺参数.采用扫描电子显微镜、白光干涉仪、显微硬度计和摩擦磨损实验机对不锈钢的硬化层组织、表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能进行表征.结果表明,当滚压进给量由0.05 mm/r增加至0.15 mm/r时,不锈钢表面粗糙度变化趋势呈“∨”形,表面显微硬度和磨损性能的变化趋势呈“∧”形.当进给量为0.1 mm/r且表面粗糙度为62.7 nm时,不锈钢硬化层组织明显细化,滚压层表面显微硬度达到550 HV且为基材的2.2倍,硬化层深度达到200 μm,相对耐磨性为3.7.     

电沉积nano-Al_2O_3/Ni+Co梯度复合镀层

采用电沉积方法以灰铸铁为基体制备了金属与纳米陶瓷复合镀层,基质金属为镍钴,第二相纳米陶瓷颗粒选用Al2O3。通过表面形态观察可知,由于纳米颗粒的高活性表面为沉积过程提供了大量的核心,使得复合镀层较金属镍钴镀层组织致密,晶粒细小。线扫描成分分析表明:镀层中纳米颗粒含量呈梯度分布。对其显微硬度进行测量,结果显示:复合镀层显微硬度由表层到里层呈梯度分布。耐磨性试验表明:复合镀层中Al2O3纳米颗粒产生的弥散强化效应和晶粒细化效应使复合镀层耐磨性显著优于纯镍钴镀层。对复合镀层和纯镍钴镀层磨损形貌的观察分析表明:复合镀层磨损表面出现沿摩擦副运动方向的犁沟,而纯镍钴镀层磨损表面呈现大片剥落,磨损机制为黏着磨损。     

单道激光熔覆Ni基合金涂层的组织与性能研究

采用10 kW高功率连续CO2横流激光器在Cr12MoV模具钢表面单道熔覆Ni60AA合金粉末,研究不同激光工艺参数对熔覆层组织和硬度的影响,利用光学显微镜观察熔覆层显微组织,并用自动转塔显微硬度计测量熔覆层显微硬度.结果表明：激光功率的大小对热影响区附近的显微硬度影响不大,扫描速度为400 mm/min时熔覆层次表层硬度可以达到856 HV0.2.熔覆层主要相组织是富Ni的γ-Ni奥氏体枝晶和多元共晶的混合组织,Cr,B等元素的碳化物硬质相弥散分布在基体上.     

电火花表面强化层的组织和性能

应用光学金相、扫描电镜、显微硬度和耐磨性测试对两种不同基材电火花表面强化层的组织和性能进行了研究.试验结果表明,表面强化层硬度、表面光洁度和强化时间与选择工艺参数有关;相同工艺参数,含碳量高的基材,得到强化层硬度较高,表现出耐磨性较好.