稀土对H13钢固体渗硼层高温摩擦磨损性能的影响

研究了稀土氯化物CeCl3添加量对H13钢固体渗硼层截面形貌、显微硬度、表面粗糙度以及相组成的影响,以及稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温摩擦磨损性能。结果表明:添加2.5%和5%的稀土显著提高渗硼层厚度、显微硬度与致密性,但是表面粗糙度略有提高;10%稀土渗硼试样的渗层最厚,但是其显微硬度、致密性明显下降,表面粗糙度提高;稀土辅助渗硼层中除Fe2B相外还出现了(Fe,Cr)2B相;与不加稀土渗硼试样相比,5%稀土渗硼试样的渗层磨穿时间约增加一倍,磨损率降低21%;5%稀土渗硼试样磨损率比未渗硼H13钢降低了61%,并且也低于10%稀土渗硼试样。因此,加入5%稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温耐磨损性能较优。     

H13钢气体氮化工艺参数的优化

运用正交试验法,研究H13钢气体渗氮工艺.以获得较高表面硬度和渗层厚度为依据,分析影响渗氮层结构和性能的主要工艺因素,确定出最佳工艺参数.采用光学显微镜及X射线衍射研究渗氮层的组织结构,采用显微硬度计测定化合物层的显微硬度.结果表明,影响渗氮层硬度和厚度的主要因素是渗氮温度和氛气分解率,最大渗层厚度为244.3μm,最...     

12Cr13马氏体不锈钢B/C化学热处理的研究

研究了固体硼碳共渗及复合渗技术工艺参数对12Cr13马氏体不锈钢的组织和性能的影响。共渗方面对12Cr13钢进行不同硼碳比例的固体硼碳共渗热处理;复合渗方面对12Cr13马氏体不锈钢先进行固体渗碳,然后再进行渗硼处理,得出最优的复合渗参数。对最优参数下的共渗及复合渗12Cr13马氏体不锈钢试样进行显微硬度、XRD物相结构、电化学下耐腐蚀和摩擦磨损性能检测分析。结果表明：共渗温度950℃、共渗6 h条件下,硼碳共渗最优渗剂硼碳比为6∶4;化学渗6 h条件下,硼碳复合渗最优参数为950℃渗碳,950℃渗硼;硼碳共渗和复合渗试件经过最终热处理(淬火+低温回火)后,表层组织硬度最高可达1 507.3 HV_{0.98 N},心部硬度为420.6 HV_{0.98 N},最优参数下硼碳共渗及复合渗渗层厚度分别为976μm和1 125μm;电化学测试表明硼碳共渗和硼碳复合渗处理后材料的耐蚀性有所提高,共渗腐蚀电位为-0.578 V,复合渗为-0.582 V。磨损试验显示硼碳共渗和硼碳复合渗后经化学热处理可以显著提高12Cr13马氏体不锈钢的耐磨性能。     

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。     

Q235钢固体粉末渗硼及渗层生长动力学行为

各类材料渗硼工艺不同,硼的扩散也不同,其中有许多现象往往不能定量分析.采用固体粉末法对Q235钢进行了渗硼,得到的渗硼层为锯齿状,垂直于钢表面楔入基体.用sigma Plot 10.0软件对试验数据进行了分析和拟合,得出了渗硼层等厚度图,为制定渗硼工艺提供了依据:利用此图,既可以对设定的渗硼时间和温度预测渗硼层厚度,又可以用一定的固体渗硼厚度值确定渗硼时间和温度.通过动力学研究得到了渗层相组成为单一的Fe2B相硼,在不同温度下的扩散速率常数:K800℃=1.074×10-13m2/s,K850℃=1.622×10-13m2/s,K900℃=3.921×10-13m2/s,平均扩散激活能为134.473 kJ/mol.     

T10钢低温双辉等离子表面渗镀铬硬化的研究

采用双辉等离子渗铬技术,首先在560℃对T10钢进行不同时间的渗铬,再对已渗铬试样进行4h离子氮化,研究了该工艺对渗镀铬层硬化效果的影响.结果表明:双辉渗铬后的渗层由厚3～5μm的沉积层+扩散层组成,沉积层组织致密并与基体结合良好,基体组织和晶粒度与渗铬前基本一致;沉积层铬浓度达45%(质量分数)以上,内有20～25μm的扩散层,铬浓度向内呈梯度分布;表面物相均由Fe,Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6等组成;渗层表面显微硬度达650~850HV,向内逐步降低,呈梯度分布.沉积层厚度、渗层深度、渗层的铬浓度及显微硬度等均随渗铬时间的增加而增加.渗层经离子氮化后的组织与氮化前的组织无明显变化,但表面物相为Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6,CrN,Fe4N,表面显微硬度提高到1000~1350HV,较未氮化前提高约60%以上.     

熔盐电解法和固体粉末法在纯镍表面渗硼的对比研究

本工作分别采用熔盐电解法和固体粉末法对纯镍表面进行渗硼处理,以提高镍的表面硬度。熔盐电解法以硼砂(Na₂O₄B₇·10H₂O)作硼源,碳酸钠(Na₂CO₃)作支持电解质,电流密度为750 A/m²;固体粉末法采用碳化硼(B₄C)和氟硼酸钾(KBF₄)作为渗硼剂。利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析渗硼试样的断面形貌和元素含量,利用X射线衍射仪(XRD)分析试样的物相。结果表明：采用熔盐电解法和固体粉末法在纯镍表面渗硼,均得到由Ni₂B和Ni₃B组成的渗层;熔盐电解法在电解温度为950℃、电解时间为4 h时渗层厚度约为184.35μm,渗层表面硬度值为1 755HK;固体粉末法在渗硼温度为950℃、渗硼时间为10 h时所得渗层厚度约为176.35μm,渗层的表面硬度值是1 526HK;镍经过渗硼后其表面硬度值有明显的增加,渗层厚度越大,表面硬...     

Ti6Al4V合金表面等离子Ni-Ti共渗研究

选用等原子比Ni-Ti合金板作为源极,利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备Ni-Ti共渗层.主要研究了温度、工作气压、源极电压、工件电压对渗层显微组织、成分的影响,得出合理的工艺参数.分析了渗层成分分布、组织形貌、相结构、硬度及摩擦学性能.结果表明,在温度为900℃、工作气压为35Pa时进行共渗,渗层组织均匀,白亮层厚度约18μm,成分基本成梯度分布.Ni-Ti合金层耐磨性与基材相比显著提高.     

渗硼层与渗氮层深度的测定

以H13钢的渗氮层和渗硼层为例，借助于光学显微镜、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和X射线衍射(XRD)，分析了两者组织形态和硬度梯度上的差别，指出了两者渗层深度不同的界定标准。即渗硼层厚度的测量不能将过渡层记入渗硼层厚度，而应采用硼化物齿峰和齿谷的统计算术平均值得到渗硼层厚度。     

TiAl合金表面等离子渗铬工艺

用双层辉光离子渗金属技术,在TiAl合金表面渗入铬元素,形成合金层。研究了温度、气压、源极电压、阴极电压等工艺参数对渗层成分、厚度及显微组织的影响。结果表明,在源极电压700V、阴极电压450-280V、极间距18mm、试样温度1050℃、工作气压25Pa和保温时间4h的工艺参数条件下,渗铬层厚度可达60μm,渗层成分呈梯度分布,表面硬度明显提高。     

Cr12MoV钢盐浴渗钒后的组织及耐蚀性能

目前,对Cr12Mo V盐浴渗钒层的耐蚀性鲜有研究。采用自配的混合盐对Cr12Mo V钢在不同温度和时间进行盐浴渗钒处理。通过表面显微硬度测试、金相显微和SEM形貌观察、EDS和XRD分析表征了Cr12Mo V渗层性能与组织结构,选定了较佳渗钒的温度(1 000℃)和时间(6 h),对最优工艺渗件在3.5%Na Cl溶液中进行了电化学测试,以检验渗层的耐蚀性。结果表明:Cr12Mo V钢渗钒后形成了致密的渗层,表面硬度从渗钒前的713HV3 N提高到1 800~2 700 HV3 N;渗层厚度分别与渗钒温度和保温时间成正比关系;最优工艺渗钒后的耐蚀性比渗钒前提高了36%。     

加辅助阴极钛板的离子渗氮工艺参数对TC4合金渗层厚度的影响

在辉光离子气体技术的基础上加上辅助阴极钛板,对TC4合金基材进行渗氮处理。通过选择典型的基体温度、保温时间和气体介质,设计了一组正交试验,并以渗层厚度为依据分析了渗氮工艺中基体温度、保温时间和气体介质对渗层厚度的影响。同时采用Axiovert 25CA（Zeiss）光学图像分析仪和GDA750辉光光谱分析仪观察了优化工艺条件下改性层的显微组织及元素分布。结果表明,在辉光离子渗氮工艺中基体温度对TC4合金渗层厚度影响最大,在最优工艺条件下渗氮改性层的形成能显著提高基材表面硬度。     

马氏体气阀钢多元共渗层的组织及性能

用固体粉末法,在4Cr10Si2Mo马氏体气阀钢表面制备了Al—Cr二元渗层及Al—Cr—Ce三元渗层,研究了渗层的显微组织和成分分布,测定了渗层由表及里的显微硬度。Al—Cr渗层厚度约为3501μm,硬度为580Hv;Al-Cr—Ce渗层厚度约为420μm,硬度为500Hv。     

温度对40Cr13钢等离子表面渗铌层组织的影响

为提高马氏体不锈钢的耐蚀和耐磨性能,选择40Cr13不锈钢为基材、纯铌板为靶材,采用双辉等离子表面冶金技术在不锈钢表面制备合金化层.用SEM、GDOES、XRD等方法分析渗铌温度对铌合金层组织、成分、相组成、表面形貌及硬度的影响,并对渗层形成机制及表面硬化机理进行了研究.结果表明:在900~1 000℃形成的铌合金层组织均匀致密,合金层主要由Nb2C、Nb C、Fe2Nb、Cr2Nb及铌组成;合金层表面粗糙度随渗铌温度的提高而增加;合金层厚度随渗铌温度改变发生不同变化规律,950℃渗铌形成的渗层约13μm,900和1 000℃渗铌后合金层厚度均为7μm左右;不同温度渗铌后试样的表面硬度与基体相比均有较大幅度的提高,1 000℃渗铌后试样表面硬度高达约985 HV0.025,900℃渗铌后约758 HV0.025,而950℃渗铌后表面硬度最低,约698 HV0.025.     

L415/IN825复合板焊接接头渗硼处理工艺及渗层的组织与性能

目前对双金属复合板焊接接头的渗硼处理鲜有研究报道。为了提高双金属复合板焊接接头的耐蚀和耐磨性能,对其表面进行渗硼处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度计分别对L415/IN825复合板复层焊接接头渗层的微观组织、物相组成及显微硬度进行了分析,并研究了复合板焊接接头及其渗层电化学腐蚀性能。结果表明:复合板焊接接头复层渗层分为硼化物层(Ni_2B、Cr_5B_3、Cr_2B和CrB)和硅化物层(Ni_2Si、Cr_3Ni_2Si和Cr_(13)Ni_5Si_2),全渗层的厚度随着加热温度和保温时间的增加而增加;不同区域渗层表面的显微硬度值均高于基体;复合板焊接接头基体耐蚀性能优于焊接接头表面渗层。     

热处理工艺参数对13Cr11Ni2W2MoV渗氮组织及性能的影响

该文对13Cr11Ni2W2MoV不锈钢材料进行气体渗氮,用金相显微镜观察渗层氮化物组织形态,用显微硬度计检测渗层表面硬度,研究渗氮温度、渗氮时间、Kn值对渗层组织形态和表面硬度的影响。结果表明,渗氮工艺参数中,Kn值对渗层组织形态和表面硬度影响较大,当渗氮温度为600℃,Kn值降低到0.18,渗氮时间为8 h时,可获得完整、致密的渗层氮化物组织和890 HV的表面硬度,并且随着渗氮时间的延长,渗氮层厚度逐渐增加。     

混凝土桥梁金属配件粉末渗锌防腐蚀层研究

实验室小型共渗炉内制备的试样与工业化渗层试样在结构和性能方面不同。为更合理地评价工业化渗层质量,通过工业随炉共渗制备渗锌小尺寸试样,分析了渗锌防腐蚀层的厚度、微观结构、元素分布、硬度,并测试其耐盐雾性能。结果表明:渗锌后工件表面结构可分为Zn-Fe合金层和含Zn过渡层,Zn-Fe合金层在表层,Zn含量较高,是防腐蚀防锈的主要结构层; Zn-Fe合金层与铁基体的界面过渡层厚度约20μm,Zn-Fe合金层与基体结合紧密;渗锌温度高、保温时间长有助于提高工件表面渗层厚度,随炉渗锌小尺寸试样增重法测得的渗层厚度最小,较适用于监控每炉工件共渗质量;合金层硬度高于基体,硬度向基体方向逐步降低,合金层和离界面60μm处的硬度均高于基体30 HV以上,可提高工件表面的耐磕碰性能;常用渗锌温度(420℃)热处理对工件表面硬度无影响,渗锌工件表面硬度增加主要在于表面形成了合金层;随着渗锌层厚度增加,渗层样品耐盐雾性能逐渐提高,渗层厚度宜≥60μm。     

稀土催渗对耐蚀氮化的影响

针对Q235钢采用常规气体氮化,其耐腐蚀性能日渐不能适应工程应用要求的问题,探索了添加稀土催渗剂对Q235钢进行稀土催渗氮化的方法.详细研究了渗氮工艺对氮化层厚度的影响.测量了渗氮试样表层硬度沿渗层深度的分布及耐蚀性能与渗氮工艺的定量关系.所有实验与观察均为稀土与常规2种渗氮试样在相同条件下平行操作并做对比分析.采用X光荧光谱仪测量了渗层稀土元素的分布.用X射线衍射仪测量了渗层的相组成.用金相显微镜观察了2种渗氮试样的显微组织.研究结果得出,稀土催渗氮化比常规氮化显著增加了氮化层的厚度,其显微硬度与耐腐蚀性能大幅提高.600℃下渗氮2 h为最适宜的稀土氮化条件.     

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。     

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.