45钢奥氏体氮碳共渗的组织结构及摩擦学性能

利用流体法研究了对４５钢铁素体及奥氏体作氮碳共渗处理的工艺；为便于比较，同时对４５钢进行了淬火＋低温回火处理。通过金相观察，显微硬度和Ｘ射线衍射分析，测定了两种氮碳共渗系数及耐磨性能，并使用轮廓仪测定了试样表面的粗糙度。结果表明，奥氏体氮碳共渗后试样表面的化合物层由两层组成，表层为Ｆｅ３Ｎ次表层为富含氮、碳的马氏体及奥氏全；而经铁素体氮碳共渗处理的试样，其表面的化合物层只有一层（由Ｆｅ３Ｎ及少量的     

15CrNi4Mo钢渗碳及热处理工艺研究

研究了表面碳含量和热处理工艺对15CrNi4Mo钢渗碳层的影响,分析了渗层显微组织和硬度分布。结果表明:渗碳后表面碳含量为0.90%时,在805℃淬火310℃回火后,渗碳层组织为细针状回火马氏体、残余奥氏体和少量碳化物,心部组织为回火马氏体及少量铁素体,能够满足使用要求。     

第4章 表面合金化

把一种或几种元素渗入基体金属(或合金),改变其表层成份和组织,并提高其使用性能的方法,称为表面合金化或化学热处理。化学热处理的原理以及在钢铁基体上渗碳、碳氮共渗、氮化、渗硼、碳氮硼三元共渗、渗硫、硫氮及硫碳氮共渗等,巳在本手册第44篇的化学热处理章中作了介绍。本章只着重介绍渗铝、渗硅、渗钒、渗铬、渗锌     

高温镀铁层离子氮碳共渗后的微观组织结构特征

本文用透射电镜研究了高湿镀铁离子氮碳共渗层的微观组织结构。结果表明:致密的ε相及Υ’相构成化合物层的最表层。扩散层为铁素体基体和由晶界出发并能穿过数个基体晶粒的Υ’相针或棒;晶内析出的α”及富 N 的 GP 区构成。观察发现扩散层中的Υ’相存在两种具有长周期结构的多型体。渗后基体镀铁层产生大量位错并形成小角度亚晶界及胞状位错结构。讨论了扩散层微观组织的形成。     

表面纳米化38CrMoAl钢的低温离子氮碳共渗

采用表面机械研磨处理（SMAT）技术实现了38CrMoAl钢的表面纳米化,并对表面纳米化后的样品进行了490℃离子氮碳共渗。采用扫描电镜、X-衍射、透射电镜、显微硬度仪等分析和测试手段,对处理后的样品进行观察分析及性能测试。结果表明：经SMAT处理的样品实现了低温离子氮碳共渗,渗层中渗入较多的氮、碳原子,并析出大量细小的高硬度化合物,获得了较好的硬度分布。     

高温长期加热对异种钢焊接接头碳迁移及组织性能的影响

本文用热处理方法对奥氏体和珠光体异种钢接头的碳迁移现象及其对接头组织和机械性能的影响进行了研究,认为:焊缝金属有析出物出现;熔合区形成一个增碳层;热影响区形成一个脱碳的铁素体带。随回火参数 P 值增加,焊缝析出物增多,晶界加厚;增碳层加宽;脱碳层铁素体晶粒长大;接头拉伸强度,弯曲角和梅氏冲击值均降低,但这种降低在一定温度(如490℃)下逐步达到饱和。     

氮化发蓝复合处理

氮化发蓝复合处理(Nitroblue)与氮磷共渗类似,系渗氮和发蓝同时进行的处理。这种复合处理工艺是在A_1临界点以下的铁素体区域施行的热处理方法,用流态化床在氮的气氛下进行,温度为370℃,炉内温度控制偏差在±1.5℃内,冷却也是在流态化床内用氮化气氛进行的。处理工件预先经过淬火回火处理。由于处理温度低,工件在氮化发蓝复合处理后,其硬度和机械性能不会受到损害。处理后的工件表面出现一层蓝色复膜,提高了耐蚀性,不用再施行防腐蚀镀复和涂装处理,耐蚀性与镀锌相同。其色泽如枪身的蓝色一样美丽,这是氮碳共渗所不及的。     

离子碳氮共渗技术的研究与应用

离子碳氮共渗具有渗速快,渗层及表面质量好,变形小及节能的优点。850—870℃离子碳氮共渗后直接淬火,更适合于精密零件的热处理。实践证明这是具有推广价值的新工艺。     

碳含量对AISI304奥氏体不锈钢离子碳氮共渗性能的影响

对AISI304奥氏体不锈钢进行了不同C2H2含量下的离子碳氮共渗,利用金相显微镜、辉光放电光谱仪、x射线衍射仪和显微硬度计测试了经碳氮共渗处理后试样改性层的截面形貌、渗层成分、相组成和力学性能.结果表明低温下离子碳氮共渗可以同时获得性能好的γc相和γn相,且最大含量分别出现在不同深度;气氛中C2H2含量为3%时,渗层厚度最大,表面显微硬度最大.     

钛合金表面等离子体电解氮碳共渗的研究

在含有硝酸铵、甘油、乙醇的水溶液中,利用等离子体电解渗入技术在Ti6Al4V钛合金表面制备了氮碳共渗层.利用SEM、XRD、GDS以及显微硬度计分析了渗层的形貌、成分、组织和显微硬度,探讨了渗层形成的机理和过程.结果表明:(1)以300V的电压经45min处理制备的渗层总厚度约为100μm,其中化合物层约为20μm,主要由Ti(C,N)相组成;(2)渗层最高显微硬度超过2000HK0.0025.等离子体电解渗入技术可以较快地在钛合金表面制备出厚度大、硬度高的氮碳共渗层.     

齿轮用钢稀土碳氮共渗层摩擦学性能研究

研究了稀土元素对齿轮钢碳氮共渗过程及其摩擦磨损性能的影响.结果表面:稀土对齿轮钢碳氮共渗过程有明显的催渗作用;稀土在碳氮共渗中渗入钢表面起微合金化作用改善了渗层组织;稀土碳氮共渗处理后的抗干磨损性能及抗滑动磨损性能均明显优于普通碳氮共渗处理.     

槽电压对纯铁表面液相等离子体电解硼碳氮三元共渗层摩擦磨损性能的影响

利用液相等离子体电解渗技术分别在340,360V和380V槽电压下对纯铁进行硼碳氮三元共渗(PEB/C/N)表面处理。分析纯铁表面PEB/C/N共渗层的形貌、成分、相组成和显微硬度分布。采用球-盘摩擦磨损仪评估槽电压对渗层摩擦磨损性能的影响,并分析渗层与ZrO_2球对磨时磨损机理。纯铁表面的PEB/C/N三元共渗层厚度随着放电电压升高而增大,最高硬度也相应增加。380V处理1h后硼碳氮三元共渗层中渗硼层和过渡层厚度分别达到26μm和34μm,渗层最高硬度可以达到2318HV。硼碳氮三元共渗层的磨损率仅为纯铁基体的1/10。硼碳氮共渗处理大幅度降低纯铁的摩擦因数和磨损率,但不同槽电压下制备的PEB/C/N共渗层的摩擦因数和磨损率变化较小。     

气体氮碳共渗中NH3和CO流量对低碳钢渗层组织及其性能的影响

通过调控气体氮碳共渗过程中的NH_3和CO流量来调控气氛中的氮化势和碳势,从而调控共渗层的微观组织和性能。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学分析仪研究了气体氮碳共渗过程中的NH_3和CO流量对低碳钢氮碳共渗层的微观组织结构及其性能的影响。研究结果表明:气体氮碳共渗气氛中,随着NH_3流量的增加,化合物层厚度增大但致密性降低;随着CO流量的增加,化合物层致密性逐渐增大,但渗层厚度先增大后减小。氮碳共渗过程中C的加入可抑制γ'相的形成而促进ε相的产生,过量的C会形成θ相,但是C的渗入对渗层腐蚀性能影响较小。NH_3和CO对氮碳共渗过程中的协同作用表现为,当NH_3流量增加时,可相应增加CO流量来获得较厚、致密、耐腐蚀的化合物层。     

QPQ盐浴复合处理对50钢耐磨性的影响

目前,对50钢采用QPQ盐浴复合处理后的研究报道不多,对其在冲击载荷下的摩擦磨损研究更为鲜见。用QPQ技术于570℃下对50钢氮碳共渗2 h,再于温度370℃下氧化20 min,利用SEM、显微硬度仪、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机分别对QPQ渗层的显微组织、显微硬度、化学成分和耐磨性进行了研究。结果表明:QPQ渗层表面平整,渗层由外到内依次为氧化膜、疏松层、化合物层和扩散层;QPQ处理后试样的表面硬度为520HV1 N,在QPQ处理过程中,由于N元素的不断渗入,钢的表面形成Fe2~3N和Fe4N相;经QPQ处理的试样在干摩擦、油润滑和存在冲击载荷的情况下,摩擦系数和磨损量均分别有不同程度的减小,摩擦系数最高减少了33%,最小磨损量仅为调质态试样的7.7%。     

QPQ盐浴复合处理技术对3Cr2W8V钢组织和性能的影响

QPQ盐浴复合处理是一种新的金属盐浴表面强化改性技术,将QPQ技术应用干3Cr2W8V钢,利用OM、SEM、显微硬度计、X射线衍射仪、高温摩擦磨损试验机和电化学工作站分别对QPQ渗层的显微组织、化学成分、显微硬度,物相,耐磨性和耐蚀性进行了分析研究.结果表明,QPQ渗层表面平整,当盐浴氮碳共渗时间一定时,随着氮碳共渗盐...     

钛铝基合金离子碳氮共渗及其耐磨性的研究

为提高TiAl基合金的耐磨性及抗高温氧化性,利用渗氮在TiAl基合金表面形成氮化物,以提高耐磨性;渗碳形成致密且与基体结合牢固的碳化物层,提高抗高温、抗氧化性;将二者结合,采用辉光离子碳氮共渗的方法,研究了渗层的相结构组成、不同工艺参数对TiAl基合金离子碳氮共渗后渗层厚度以及表面硬度和耐磨性的影响.结果表明:TiAl基合金共渗层是由碳氮化合物层与过渡层组成的复合相结构;随共渗温度的升高和时间的延长,渗层厚度增加;与未经共渗处理的试样相比,表面硬度及耐磨性显著提高.X射线衍射结果显示,渗层主要由TiC,TiN,AlTi3,Al2O3等组成.     

稀土对42CrMo钢等离子体氮碳共渗表层组织的影响

对42CrMo钢在不同温度和时间下进行有、无稀土添加的脉冲等离子体氮碳共渗的工艺进行研究。通过金相检验和XRD分析,归纳出稀土对等离子体氮碳共渗的影响。结果表明：稀土的添加改善了渗层的显微组织,并降低了渗氮初期的化合物层厚度;使渗层的e相含量降低,γ＇相含量增加;并且使表面氮含量提高。     

氮在离子氮碳共渗中的作用

研究了在离子氮碳共渗过程中氮对化合物层厚度的影响,同时对化合物层的微观组织结构和显微硬度进行了分析.结果表明:在离子氮碳共渗过程中,气氛中低氮势不利于ε相的生成,且渗层的显微硬度较低;高氮势有利于ε相的生成,同时提高了渗层的显微硬度;当氮势超过60%后对化合物层厚度影响不大.     

稀土——镁作还原剂的盐浴渗硼试验

前言所谓渗硼就是向金属材料中渗入硼,使材料表面形成非常硬的硼化合物层及硼的扩散层的方法. 根据铁——硼相图可知,在适当条件下,渗硼后,表面可得到Fe_2B FeB或Fe_2B组织. 由于渗硼层具有很高的硬度(Hv 1200～2300),因而其耐磨性极高,远非一般表面化学热处理(如渗碳、渗氮、碳氮共渗等)所能比拟;而且还具有抗高温(850℃)氧化性和对硫酸、盐酸、磷酸、碱类等的一定耐蚀性.用铬钢渗硼还可有效地提高其疲劳强度.正是由于渗硼这一新工艺具有这样一些优点,从而日益引起了各方面的注意. 渗硼用在热锻模、冷拔模、压铸模上效果较好,尤其是对于石油、采矿工业中的高压阀门闸板、泥浆泵、深井泵的缸套等效果更好.此外,还可以普通碳钢渗硼代高合金钢.目前从国内外渗硼的实际应用情况看,     

高速钢刀具的氧氮碳共渗试验小结

高速钢刀具的氧氮碳共渗,我们过去曾称之为"氧氮化处理",是在含有水蒸汽和活性氮、碳原子的气氛中,在表面同时渗入氧、氮、碳的过程.它是一种复合了蒸汽氧化和气体软氮化的新工艺.氧氮碳共渗剂是浓度为30～50%的甲酰胺水溶液,采取滴入井式炉直接热分解的供气方式. 刀具经表面除油、去锈和盐、碱使之呈中性后,在回火温度作1～2小时的共渗处理,使表面形成深约0.03～0.05毫米而呈蓝灰色的氧氮碳共渗层.渗层具有较高硬度,无脆性,抗粘屑和耐腐蚀的性能,赋予了刀具高的耐用度和防锈能力. X射线衍射结构分析及金相检验示出,渗层由二层组成:外层为呈分层状的氧化物(Fe_3O_4和极少量的αFe_2O_3);内层为氮碳