离子硫氮碳共渗与盐浴硫氮碳共渗及气体软氮化渗层抗粘着磨损性能的对比研究

本文对以氨和酒精、二硫化碳混合蒸汽为介质的离子硫氮碳共渗试样的耐磨性、抗咬合性进行了较全面的研究。并与液体硫氮碳共渗、气体软氮化,离子氮化等处理的试样作了对比试验。研究表明离子硫氮碳共渗对提高钢的抗粘着磨损能力有显著效果,而对提高钢的抗咬合性则更为有利。与液体硫氮碳共渗相比,二者较接近,或离子法还稍优越些,二者明显优于气体软氮化。     

FC25铸铁离子S—N共渗的表面组织与摩擦系数

研究了在含H_2S气体的气氛中进行S—N共渗的原理、H_2S气体分压和共渗温度对FC25铸铁共渗层组织形态的影响。添加H_2S气体所形成的硫氮共渗层其表面化合物层中有硫化物析出相,内层有氮化物析出相。表面化合物层的组织随H_2S气体分压而变化。H_2S分压低时,渗层由3层构成;H_2S分压高时则由2层构成。外层为灰色析出物,最表层呈多孔状,     

盐浴氮碳共渗对65Mn弹簧钢耐磨性的影响

目的探究一种可以显著提高65Mn弹簧钢耐磨性能的工艺,以满足其在高磨损环境下的使用性能要求。方法通过正交试验对65Mn进行QPQ处理,利用金相组织观察、SEM扫描及能谱分析、磨粒磨损等手段,探究不同氮碳共渗温度、共渗时间、氧化温度和氧化时间对试样显微组织结构及耐磨性能的影响,优化出常规QPQ和深层QPQ处理方案。结果经过QPQ处理的试样,渗层组织由外向内为氧化物层、疏松层、化合物层和扩散层。经深层QPQ处理的试样,在化合物层和扩散层中间有一层含氮奥氏体层。氧化物层的主要物相是Fe_3O_4,化合物层的主要物相是Fe_3N。QPQ处理后的试样经面扫描后,C、N、O元素分布有一定规律,其中C元素集中分布在试样表面,N元素主要集中在致密化合物层,O元素主要集中在样品表层和疏松空洞之中。结论深层QPQ工艺为640℃共渗2 h、350℃氧化40 min时,试样氧化层厚度达到15μm,化合物层厚30μm,奥氏体层厚10μm。深层QPQ处理后的65Mn的耐磨性能优异,磨损率达到0.166 mg/m。     

AISI440C不锈钢QPQ盐浴复合表面处理及其耐磨性研究

对AISI440C不锈钢采用QPQ盐浴复合处理。采用SEM、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对处理后试样的显微组织、显微硬度、截面形貌和摩擦磨损等性能进行研究。选取4个影响QPQ试样表面性能的工艺参数(共渗温度、共渗时间、氧化温度、氧化时间),分别以平均摩擦因数和磨损量为考核指标,设计正交试验分析各工艺参数对耐磨性能的影响,并得到最佳工艺参数。通过对优化工艺处理过的QPQ试样和盐浴氮碳共渗试样进行对比分析,结果表明:获得最小磨损量的最佳工艺参数是620℃共渗1.5 h,380℃氧化40 min,最小磨损量为1.25 mg,是共渗试样的66.9%;获得最小平均摩擦因数的最佳工艺路线是580℃共渗2.5 h,300℃氧化40 min,最小摩擦因数为0.2359,是共渗试样的70.0%。     

40Cr表面低温气体多元共渗性能的研究

利用低温气体多元共渗技术将N、C、O元素同时渗入40Cr钢表面形成改性层,从而改善材料表面性能,得到高硬度,高耐磨性以及高的疲劳强度.用SEM检测了试样的金相组织及渗层厚度,结果表明经多元共渗后表面改性层由疏松层、白亮层、过渡层组成.白亮层的硬度最高,显微硬度为850HV.通过摩擦磨损试验表明,多元共渗后40Cr表面耐磨性能显著提高.     

超声表面加工和硫氮共渗复合处理对35CrMo钢表面性能的影响

为了同时减少钻杆接头和对磨套管的磨损,采用超声表面加工技术和硫氮共渗技术对钻杆接头材料35CrMo钢进行复合处理。利用光学三维形貌仪、扫描电子显微镜、EDS能谱仪、显微硬度计和X射线衍射仪分别研究了试样的表面形貌、粗糙度、成分、硬度和相结构,并在水基钻井液润滑条件下采用环块磨损试验机考察了35CrMo钢和套管对磨副的磨损性能。结果表明,超声表面加工可以使35CrMo钢和硫氮共渗复合处理改性层的表面粗糙度均显著降低,进一步提高硫氮共渗改性层硬度,显著改善35CrMo钢的耐磨性能,并使对磨副套管的磨损率明显降低,钻杆接头和套管的磨损表面形貌也得到显著改善。     

表面预处理和润滑条件对硫氮共渗35CrMo磨损性能的影响

目的提高35CrMo钻杆接头和对磨套管的耐磨性能。方法采用超声表面加工处理和硫氮共渗处理技术对钻杆接头常用的35CrMo钢进行处理,研究了超声表面预处理和润滑条件对其耐磨性能的影响。利用光学三维形貌仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分别研究了试样的表面形貌、粗糙度、成分和相结构,采用环块磨损试验机在油基钻井液润滑和无钻井液润滑的条件下,考察了经过不同载荷超声表面加工预处理的35CrMo钻杆接头及其对磨套管的磨损性能。结果超声表面加工预处理可使35CrMo钢及其硫氮共渗处理后的表面粗糙度显著降低约80%以上。经超声表面加工预处理后,35CrMo钢硫氮共渗钻杆接头在油基钻井液润滑和干摩擦条件下的磨损率均进一步降低。在无钻井液润滑的条件下,500 N载荷超声表面加工预处理后,硫氮共渗35CrMo钢钻杆接头对磨油管磨损表面形貌的改善更显著,表面粘着和犁沟均减少。结论 35CrMo钢钻杆接头在硫氮共渗前采用超声表面加工进行预处理,可以获得更低的表面粗糙度和更高的表面硬度,在有无钻井液润滑条件下均可提高钻杆接头和套管的耐磨性能。     

气体氮碳共渗及盐浴硫氮碳共渗球铁曲轴性能对比

对比了球墨铸铁曲轴经正火加气体氮碳共渗及正火后盐浴硫氮碳共渗的抗疲劳性及耐磨性。曲轴的平面弯曲疲劳及台架耐久试验表明:两种低温化学热处理工艺处理后的曲轴比正火加中频淬火曲轴耐磨性及耐疲劳性均有明显的提高,但气体氮碳共渗曲轴略优于盐浴硫氮碳共渗曲轴。     

气体和盐浴硫氮共渗后的组织、磨损和粘着特性

对经盐浴硫氮共渗和气体硫氮共渗钢的渗层及其磨损、粘着特性进行了比较分析。结果表明,盐浴硫氮共渗化合物层较厚,而硬度较低;两者的磨损特性和粘着特性都有类似的倾向。在抗粘着性能方面,气体硫氮共渗者稍好。     

循环N/C/O/S离子共渗对316Ti钢组织及耐腐蚀性的影响

采用常规离子渗氮、循环离子渗氮、循环N/C/O共渗及循环N/C/O/S共渗四种不同工艺分别对316Ti不锈钢铆钉进行处理,并对试样进行表征,分析了循环渗氮工艺及共渗元素C,O和S对316Ti钢渗层组织及耐腐蚀性的影响。结果表明:与常规离子渗氮相比,循环渗氮的试样渗层更深,耐腐蚀性基本不变;N/C/O共渗中,C和O元素的加入有利于提高渗层深度并抑制CrN的析出,降低基体表面贫Cr程度,提高处理后试样的耐腐蚀性;共渗介质中加入S元素,会降低共渗试样的耐腐蚀性。     

QPQ处理法制备高硬度不锈钢表层

为了提高1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的耐磨性能,研究了用QPQ复合处理法提高奥氏体不锈钢硬度的工艺技术。采用自制的氮碳共渗用盐,试验了不同处理温度和处理时间对不锈钢硬度及微观组织的影响。分析了氮碳共渗后,其渗层硬度随厚度的变化以及氮碳共渗前后的耐腐蚀性能。利用光学显微镜、SEM、XRD、EDS和数显显微硬度计,分别分析渗层显微组织和厚度、相组织、元素分布、表面硬度。结果表明：在600 ℃温度下,经150 min处理后的试样硬度可达1380 HV0.1,且渗层厚度达25 m。渗层由表及里分别是氮碳共渗外层、化合物层和过渡层,并且他们之间的分界很明显。其的化学组成主要由CrN、ε-Fe2-3(N、C)、γ-Fe和Fe3O4构成。随着盐浴处理时间和温度的增加,渗层厚度有先增加后减少的趋势。用极化曲线法测试试样的耐蚀性结果表明,不锈钢QPQ处理后耐腐蚀性能有所下降。     

工程机械齿轮的表面改性层及其摩擦磨损性能

为了满足工程机械齿轮高硬度、常温和高温耐磨性的要求,采用双层辉光等离子表面改性技术在齿轮钢基体上制备了W-Mo共渗层,对W-Mo共渗层的成分与显微形貌进行了分析,并与齿轮钢基体和固体渗碳层的硬度和耐磨性能进行了对比分析。结果表明:W-Mo共渗层与基体之间形成了厚度约为3 mm的扩散层,改性层与基体实现了良好的冶金结合,改性层中未见裂纹、气孔或者夹杂等缺陷存在;齿轮钢基体、固体渗碳试样和W-Mo共渗试样中,W-Mo共渗试样的纳米硬度和弹性模量都为最大值,其次为固体渗碳试样;温度为25、350和500℃时,W-Mo共渗试样的平均摩擦因数最小,磨损体积从高至低顺序都为齿轮钢基体固体渗碳试样W-Mo共渗试样,不同温度下W-Mo共渗试样都具有更高的耐磨性能,这主要与W-Mo共渗改性层自身的高硬度以及高温磨损条件下表面会形成一层W、Mo氧化物保护膜而起到减磨作用有关。     

活性屏等离子氮碳共渗温度对3Cr13不锈钢组织和性能的影响

采用活性屏等离子氮碳共渗技术对3Cr13不锈钢在不同温度下进行处理,并采用光学显微镜和X射线衍射仪对渗层的组织形貌和成分进行分析,利用显微硬度计、球-盘摩擦磨损试验仪、扫描电镜研究了材料的硬度及摩擦磨损性能。结果表明,随处理温度升高,试样表层相组成由α’_N相+ε相+γ’相逐渐转变成α相+CrN相+ε相,试样表面显微硬度增加,磨损率降低约一个数量级,耐磨性能提高。     

低碳钢液相等离子体电解B+C+N共渗层的摩擦电化学行为

目的 研究液相等离子电解硼碳氮三元共渗处理(PEB/C/N)对Q235低碳钢摩擦电化学行为的影响。方法 采用PEB/C/N方法在Q235低碳钢表面制备共渗层,通过电化学的开路电位测试和摩擦磨损实验评估Q235钢基体和PEB/C/N试样在NaCl(质量分数3.5%)腐蚀介质中与Si3N4球对磨的摩擦电化学行为。结果 在电压为280 V的PEB/C/N共渗中,试样周围等离子体区的电子温度稳定在3 500 K左右。经过PEB/C/N处理30 min后,生成的共渗层包括15 μm主要由Fe2B相组成的表面渗层和40 μm的过渡层。在摩擦过程中,PEB/C/N试样的开路电位保持在−200~−300 mV之间,且波动较小,明显高于Q235钢基体。同时,PEB/C/N试样的磨损率为3.88×10⁴ μm³/(N×m),只是钢基体磨损率的1/3。在NaCl腐蚀介质中,由于腐蚀和磨损的交互作用,使Q235钢基体产生了塑性应变位错和局部的微裂纹,因此磨损进一步增加,磨损机制主要为疲劳磨损和磨粒磨损。PEB/C/N试样的共渗层有效阻挡了Cl⁻对基体的腐蚀,磨损机制主要为磨粒磨损。结论 PEB/C/N试样在NaCl腐蚀介质中的耐腐蚀和耐磨性能得到明显提升。     

42CrMo钢活塞杆表面氧氮复合渗层的显微组织和耐磨性能

采用气体氧氮复合处理对42CrMo钢活塞杆进行表面改性和耐磨性能研究,通过金相分析、显微硬度测试及干摩擦磨损试验等方法对比分析了不同表面工艺处理后的试样组织和性能。结果表明: 调质态42CrMo钢经8 h气体氧氮复合处理后表面形成了1~2 μm由Fe₃O₄组成的氧化层及ε-Fe_2-3N和γ′-Fe₄N组成的约18 μm厚的化合物层,有效渗层的总厚度约为340 μm。在相同干摩擦条件下,未处理的基材试样与镀铬处理试样的磨损机制为磨粒磨损并伴随轻微粘着磨损。气体氧氮复合处理后试样具有最低平均摩擦因数和磨损率,磨损机制为磨粒磨损,耐磨性能最优。     

在尿素和硫热分解产物气氛中的气体硫碳氮共渗

六十至七十年代,气体硫碳氮和硫氮共渗工艺引起了各国工业界研究者和工作人员的极大注意。根据资料的分析,已知的大部分气体硫碳氮共渗法都是在添加含有碳和硫的气态物质的气氛中处理零件的。所用的含硫物为 H_2S、CS_2、COS、SO_2、硫醇等,这些物质都是有毒的,与 NH_3及其分解物混合有爆炸危险,而且都是稀缺的。根据1969年编制的工艺方法,硫碳氮共渗气氛是     

稀土碳共渗碳的扩散系数研究

本文对20钢进行了气体渗碳和稀土碳共渗,在满足碳势控制精度条件下测定了稀土碳共渗过程中碳在奥氏体中的扩散系数。 1 试验材料和试验方法试验材料为20钢,加工成15×10×5mm的金相试样。在碳势控制精度为±0.05％的井式气体渗碳炉中随炉进行气体渗碳和稀土碳共渗处理,湿度分別为880、900和920℃。稀土加入量为能够获得最大层深吋的克数,将稀土溶入甲醇中滴入炉内。 2 试验结果及分析     

高速钢氧氮共渗与渗氮后氧化的组织与性能比较

采用金相分析、显微硬度测试和防锈性湿热试验等方法对比研究了W6Mo5Cr4V2高速钢经氧氮共渗和渗氮后氧化处理的组织与性能.结果表明,W6Mo5Cr4V2高速钢经氧氮共渗和渗氮后氧化处理都可获得具有化合物层和扩散层的渗层组织;氧氮共渗层的硬度明显高于普通气体渗氮,而渗氮后氧化的渗层硬度与普通气体渗氮相差不大;在选择合适通空气量和后氧化温度的条件下,氧氮共渗和渗氮后氧化处理都可获得优于普通气体渗氮的防锈性能,其中以30%(vol.)空气量氧氮共渗试样表面的防锈性能最好,其次是渗氮 350 ℃后氧化处理的试样.     

渗硼温度对Inconel 625合金渗硼层组织及耐磨性的影响

采用固体颗粒渗硼技术对Inconel 625合金进行表面处理,研究了不同渗硼温度对渗硼层组织结构、相成分、硬度和耐磨性能的影响。结果表明:Inconel 625镍基合金在900℃渗硼处理后,渗层主要由镍硼化合物相和少量铬硼化合物相组成,试样表面硬度增大,耐磨性能提高。950℃渗硼后的渗层由镍硼相和铬硼相组成,表面硬度达到最大值1239.1 HV0.3,耐磨性能最好。1000℃渗硼后试样在镍硼相和铬硼相的外侧生成硅化物Si31Ni12,造成表面硬度下降,耐磨性能变差。综合比较,渗硼温度在950℃时,Inconel 625镍基合金试样的表面硬度最高,耐磨性能最优。     

球墨铸铁和碳钢(S35C)的氮化变形

本文研究了表面硬化处理中变形不大的氮化处理后的变形问题。探讨了球墨铸铁和S35C钢试样经三种氮化方法处理后的尺寸变化,以及硬度、组织和表层的组成。研究结果表明:球墨铸铁束因加热而膨胀;三种氮化方法中,盐浴硫氮共渗的化合物层最厚,变形量也最大。用X射线衍射法查明了各种氮化时化合物层的组成等问题。