38CrMoAl钢喷丸预处理与稀土催渗等离子多元共渗复合工艺研究

目的探索38CrMoAl喷丸预处理与稀土离子多元共渗复合强化新工艺的效果及其机理。方法通过设计正交实验筛选出最优处理工艺,在最优工艺参数条件下进行对比试验,分别测定渗氮后各试样的表面硬度及渗层厚度,观察其金相组织,利用SEM和能谱分析研究每组试样渗氮层的性能及产生原因。结果 38CrMoAl钢喷丸预处理与稀土催渗离子多元共渗的最优工艺参数为:渗氮温度540℃,氨气流量2.0 L/min,保温时间9 h。38CrMoAl钢试样的最大硬度为1221HV,渗层厚度为355μm。38CrMoAl钢试样的金相显微组织分析表明,喷丸预处理、稀土催渗对等离子多元共渗有促进作用,两者复合工艺的多元共渗作用效果大于单一稀土催渗和等离子多元共渗工艺。38CrMoAl钢试样渗层的能谱检测结果显示,复合处理工艺与单一处理工艺相比,在同一深度渗入的氮、碳、氧元素含量以及渗层深度均有明显提高。结论喷丸预处理与稀土催渗离子多元共渗工艺优于普通多元共渗和稀土多元共渗,喷丸和稀土的复合处理可以显著增强渗层厚度和渗入元素含量,有利于材料表面性能的提升。     

工模具钢离子多元共渗的研究

本文进行了三种离子多元共渗工艺的对比试验研究，探讨了添加稀土、硼对氮化的影响。研究结果表明．对离子轰击化学热处理过程，稀土同样再有活化、催渗的作用。加入稀上提商了离子氯化层的硬度并增加渗层厚度、对渗层表面氮浓度分析表明，以加硼、稀土离子氯化的试样表面氯浓度最高，而以纯氮离子氯化最低。离子探针分析证实了稀土、硼的渗入．并在渗层中形成了浓度梯度，俄歇电子能对材料袭面杂质元素如硫、磷的分析表明．稀土促进了试样表面硫、磷的富集，这一方面净化基本的品界．另方面聚集在表面的氧、硫、磷在零件承受磨擦负荷的情况下，有润滑、减摩的作用。     

38CrMoAl钢循环等离子氮碳氧硫共渗工艺的研究

对38CrMoA l钢进行了常规等离子渗氮、循环等离子渗氮以及循环等离子氮碳氧硫共渗处理,研究这几种工艺对表面硬度、渗层组织、硬度梯度的影响。结果表明：循环等离子氮碳氧硫共渗有利于形成共渗元素进一步扩散的通道,加速共渗元素的渗入;综合表面硬度和渗层厚度,循环等离子氮碳氧硫共渗工艺明显优于常规等离子渗氮和循环等离子渗氮。     

稀土氮碳硼共渗对45钢疲劳性能的影响

研究了稀土氮碳硼共渗对45钢疲劳性能的影响。结果表明，稀土氮碳硼共渗处理后，45钢疲劳寿命显著提高，裂纹形成延迟，裂纹扩展速度降低。表面出现残余压应力和表面硬度提高是稀土氮碳硼共渗处理改善45钢疲劳性能的主要原因。     

不同表面处理的H13钢耐铝液腐蚀的对比分析

H13钢试样经真空热处理后,分别对其进行渗氮和碳氮硫共渗处理,然后浸入700 ℃高温熔融铝液中进行腐蚀试验,并对腐蚀前后试样的截面组织形貌、质量损失及相成分进行了详细分析。结果表明:渗氮试样与碳氮硫共渗试样的渗层界面结合方式相似,渗层光滑致密,与基体分界较为平整。碳氮硫共渗试样的表面化合物区存在Fe₃N、Fe₂N、FeS、Fe₃C相,其中FeS相是典型的密排六方晶体结构,且硬度较高;渗氮试样表面化合物区存在Fe₃N、Fe₂N相,渗层的表面硬度高于碳氮硫共渗试样。在相同的腐蚀条件下,真空热处理试样的质量损失为7.5 g,质量损失率为21.1%,渗氮试样的质量损失为4.1 g,质量损失率为11.2%,碳氮硫共渗试样的质量损失为0.8 g,质量损失率为2.2%。试样中的铁铝化合物呈锯齿状嵌入基体,厚度分别为184.75、88.56和35.88 μm;经铝液腐蚀后的主要化合物均为Fe₂Al₅,其中碳氮硫共渗试样由于S、C的加入,可与H13钢基体形成FeS和Fe₃C,表现出最佳的耐高温铝液腐蚀性能。     

喷砂预处理与离子氮碳氧硫复合工艺

按照不同共渗工艺参数,分别对38CrMoAl钢试样进行喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理和离子氮碳氧硫共渗处理.结果表明,喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合工艺有利于缩短共渗时间和降低共渗温度;在相同的共渗介质与共渗参数下,喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理的表面硬度可达913 HV0.2,渗层厚度大约为0.33 mm,比离子氮碳氧硫共渗分别增加了35％和43％;经喷砂预处理离子氮碳氧硫共渗复合处理后耐腐蚀性增加.     

表面改性技术对38CrMoAl钢组织与性能的影响

对38CrMoAl钢进行碳氮共渗、氮碳共渗和脉冲真空渗氮处理,研究了表面改性后钢.的显微组织、表面相结构、硬度、耐磨性和耐腐蚀性能.结果表明,碳氮共渗试样表面组织为回火马氏体;氮碳共渗试样表面组织为Fe24N10化合物;脉冲真空渗氮试样表面组织为Fe2_3N化合物.脉冲真空渗氮试样的表面硬度最高(1026 HV),磨损...     

用热重法研究稀土对20钢碳氮共渗过程的催渗作用

本文用热重法研究了稀土元素对20钢表面碳氮共渗过程的催渗作用,考察了不同稀土加入量、不同温度对催渗动力学过程的影响。结果表明:共渗速度可提高20—25％;钢表面层碳氮浓度亦有所增加,而且碳氮原子渗入的同时稀土作为活性组元也渗入了钢表面,产生了微合金化效果。     

THERMOGRAVIMETRIC STUDY OF EFFECT OF RARE EARTH ON CATALYTIC CARBONITRIDING OF STEEL 20

本文用热重法研究了稀土元素对20钢表面碳氮共渗过程的催渗作用,考察了不同稀土加入量、不同温度对催渗动力学过程的影响。结果表明:共渗速度可提高20—25％;钢表面层碳氮浓度亦有所增加,而且碳氮原子渗入的同时稀土作为活性组元也渗入了钢表面,产生了微合金化效果。     

碳氮共渗-深层稀土硼碳氮共渗复合处理在20Cr钢耐火砖模具中的应用

在20Cr钢耐火砖模具表面进行了碳氮共渗-深层稀土硼碳氮共渗复合处理的生产试验研究.结果表明,复合处理硬化层的硬度梯度较平缓,稀土硼碳氮共渗层、碳氮共渗层以及基体形成了冶金结合,使模具寿命提高了80%以上.     

稀土化学热处理进展

综述了哈尔滨工业大学稀土化学热处理研究和应用成果。包括稀土渗碳及碳氮共渗、稀土渗氮及氮碳共渗、等离子体稀土渗氮、稀土渗硼及硼铝共渗、稀土多元共渗、稀土渗金属工艺技术，稀土的催化和微合金化机制，渗层组织和性能的改善，稀土化学热处理在生产中的应用及其过程的数学模型与计算机仿真等。     

稀土碳氮共渗及其机理研究

本文研究了稀土元素在气体碳氮共渗中的作用,并系统地提出了稀土催化机理。     

稀土元素微合金化提高HP40合金高温抗氧化能力研究

通过扫描电子显微镜( SEM)、X光电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了稀土元素的添加对H-P40合金抗高温氧化能力的影响.1100℃氧化120 h后增重最小的试样(HP40+Y)单位面积增重约为16.24 g/m2,远低于未添加稀土元素试样在相同条件下的氧化增重( 36.45 g/m2),表明稀土元素的添加有效提高了合金的抗氧化能力.对试样氧化膜内部组成结构的分析发现,添加稀土元素后氧化膜表面存在一层完整的尖晶石氧化物,而未添加稀土元素的试样氧化后表层尖晶石不连续.另外,稀土元素促进了硅的内氧化,这种内氧化产物钉扎基体,增大了氧化膜与基体的接触面积,改善了氧化膜与基体界面的结合强度.     

微量稀土对HAl77-2铜合金组织及耐腐蚀性能的影响

采用光学显微镜和常规力学性能测试分析了微量稀土对HAl77-2铝黄铜组织和力学性能的影响,结合静态腐蚀实验研究了添加稀土后合金耐腐蚀性能的变化,并利用扫描电镜、能谱分析和XRD等方法对腐蚀产物层进行了分析。结果表明：添加适量稀土可以使铝黄铜晶粒细化,强度提高,但塑性有所下降;在3.5%NaCl 溶液中,含稀土铝黄铜比不含稀土的铝黄铜耐蚀性能好,表面形成一层致密且与基体结合牢固的腐蚀产物层,其主要成分：内层为Al₂O₃和稀土氧化物,外层为 Cu、Zn的碱式氯化物和氯化物;而在3.5%NaCl+0.05%S^2-溶液中,添加稀土虽能改善腐蚀产物层结构,但膜层已被Cu₂S严重脆化,合金耐腐蚀性能反而略有下降。     

TA2钛合金真空感应碳氮共渗组织及耐磨损和耐腐蚀性能

通过真空感应碳氮共渗技术对纯钛合金(TA2)在900 ℃下进行表面改性处理,并研究了经过碳氮共渗处理后TA2钛合金表面强化层的组织结构、耐磨损及腐蚀性能。结果表明:经900 ℃碳氮共渗处理后,TA2钛合金表面生成了一层以C_0.3N_0.7Ti为主的复合层;表层的显微硬度高达2236 HV0.25,相较于未经碳氮共渗处理的试样提高了约4.4倍;碳氮共渗后试样表现出典型的氧化轻微磨损特征。在模拟体液(SBF)溶液中,碳氮共渗TA2钛合金试样的腐蚀电位向正移动,自腐蚀电流密度明显降低,耐蚀性提高。     

A NOTE ON COATING OF SURFACE DIFFUSIONINFILTRATION OF RE ON STEEL 20 AND ARMCO IRON BY CHEMICAL PROCESS

<正> 稀土元素作为合金化元素或变质元素,通常通过熔炼或铸造时加入钢或合金中,而用扩渗的方法在钢和合金表面渗入稀土元素的研究则不多。近年来,我们用化学法、自配渗剂,在气相条件下对20钢、纯Fe表面进行扩渗稀土元素的研究工作。经离子探针、扫描电镜能谱分析、X射线荧光分析等测试,均证实了在20钢和纯Fe表面渗入了微量的Ce,La等稀土元素,这些元素优先沿晶界扩散,并富集于晶界。     

离子硬化工艺在316L不锈钢阀内件中的应用

对316L奥氏体不锈钢进行离子渗氮(PN)和离子碳氮共渗(PNC)处理,利用光学显微镜、显微硬度计、电化学工作站、粗糙度检测仪和三坐标测量仪对试样渗层厚度、显微硬度、耐腐蚀性、表面粗糙度和变形量进行讨论分析。结果表明:316L钢经离子碳氮共渗处理后的渗层硬度分布较好,可提高耐腐蚀性能。离子碳氮共渗技术可应用于阀内件(包括球芯和阀座)的表面硬化处理,在保证零件尺寸配合公差的条件下,大幅提高阀内件的表面硬度。     

快速碳氮共渗工艺及应用

利用工件在升温排气期可以渗氮的特点,采用气体碳氮共渗剂大剂量排气,使工件表面活化并有一定氮渗入.结果表明,共渗速度明显提高,获得适宜的表面碳氮浓度,并有效地防止了组织缺陷,缩短了工艺时间.     

Diffusion, phase formation and segregation effects in Ti6Al4V after oxygen PIII

Plasma immersion ion implantation (PIII) of titanium leads to an excellent biocompati`bility of the surface due to the presence of a pure rutile layer. Ti6Al4V has improved mechanical properties due to the addition of vanadium and aluminium. These alloying elements alter the oxygen diffusion kinetics in the surface oxide, but with lesser affect for diffusion in the bulk material. Anatase is the dominant phase in the surface oxide layer. However, elevated temperatures lead to an additional Al segregation towards the surface.     

17-4PH钢脉冲等离子体稀土氮碳共渗研究

基于XRD、OM、STM、TEM分析与显微硬度和磨损测试研究了17-4PH钢在500℃有无稀土添加时脉冲等离子体氮碳共渗动力学、渗层的组织结构和性能。结果表明,添加稀土不改变共渗层的表面相结构,但提高了渗层中γ-Fe4N相的比例,使表面氮浓度提高7％,渗层深度最大可增加55％,表层显微硬度提高100～200HV;无稀土添加共渗层在抛光研磨过程中发生了粘着磨损;此外,在渗层中观察到了位错、层错等晶体缺陷。