渗硼工艺对汽车用45CrNiMoV热锻模具钢性能的影响

研究了850～950℃3～6 h渗硼处理的汽车发动机曲轴锻造用模具钢的显微硬度、冲击韧性、耐磨性能以及物相组成和微观结构。研究结果表明,925℃渗硼4 h后的样品性能较优,模具钢渗硼层最大HV显微硬度值1712,渗层厚度58.6μm,400℃和24℃冲击韧性值分别为39 J·cm^-2和27 J·cm^-2,90 min摩擦试验后的磨损量6.7 mg。物相组成显示渗硼层主相为Fe₂B,显微结构中可以明显看见渗硼后的渗硼层、过渡层以及基体。     

电流密度对TC4钛合金表面熔盐电解渗硼的影响

以TC4钛合金为基体进行熔盐电解渗硼,利用辉光放电光谱仪(GDOES)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计研究电流密度对渗硼层厚度、成分、组织、相结构及硬度的影响。结果表明:电流密度在50~90 m A/cm2时,渗硼层晶粒随电流密度的增加由粗大变得细小,渗硼层厚度先增大后减小,电流密度为60 m A/cm2时渗硼层厚度最大。渗硼层不含Al,而V则易固溶于硼化物中。渗硼层主要由Ti B和Ti B2组成,在(111)晶面择优生长。渗硼层的显微硬度相对基体硬度提高了5倍。     

表面高硬度和耐腐蚀性高强贝氏体钢制备新工艺

 铁路运输和工程机械等领域对贝氏体钢的耐磨性和耐腐蚀性具有较高的要求,而表面渗硼、渗铬处理是常见的提高表面硬度和耐腐蚀性的有效方法。在已有的研究工作中,获得贝氏体基体的等温淬火热处理和表面改性处理是分开进行的,工序复杂且生产成本增加。提出制备表面高硬度、高耐腐蚀性中碳高强度贝氏体钢的新工艺,将表面改性处理和贝氏体等温淬火工艺一体化,既可以简化制备工艺,又降低了生产成本、减少了环境污染。采用渗硼/铬-等温淬火一体化新工艺制备表面高硬度、高耐腐蚀性中碳高强贝氏体钢,通过组织观察、硬度测试和腐蚀试验等,对比分析了渗硼-等温淬火和渗铬-等温淬火一体化工艺对中碳高强贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明,与仅经过等温淬火工艺处理相比,渗硼/铬-等温淬火一体化工艺处理后,贝氏体钢表面均形成了维氏硬度超过1 500HV的渗层(约为贝氏体基体硬度的3.3倍),且在0.5%NaCl溶液中的腐蚀性能明显提高。暴露在0.5%NaCl溶液中3 h后,渗硼层表现出更好的耐腐蚀性能。两种一体化工艺均可制备表面渗层、基体以贝氏体相为主的新型高强贝氏体钢,在相同处理时间下,与渗铬-等温淬火一体化工艺相比,渗硼-等温淬火一体化工艺处理的渗层生长速率快,且渗硼层与贝氏体钢基体的结合强度更高。     

渗硼在冷拔模上的应用

渗硼(或称硼化)是表面化学热处理的新工艺。金属表面渗入硼元素,使钢件表面形成极硬的硼化铁层。其硬度高达HV 1800—2200(FeB)或1400—1600(Fe_2B)。而且这种渗硼层还具有较好的耐热性和耐腐蚀性。因此要求高耐磨性的模具,尤其是在较高温度下或在腐蚀性介质中工作的机器零件和工具都可采用渗硼处理,硬化     

Ti-55531合金片层组织的表层渗硼改性研究

系统研究了不同温度渗硼处理对Ti-55531片层合金表层组织、成分、硬度分布及残余应力的影响。结果表明：Ti-55531合金渗硼后渗层由等轴化趋势明显的白亮产物外表层、须状组织过渡层和原始片层基体三部分组成,渗层B元素含量由表及里逐渐降低。合金表层因渗硼后形成了钛硼化合物梯度层,显微硬度得到显著提高,且从表层到心部硬度也逐渐降低。另外,渗硼后合金表面呈现为残余压应力状态,且残余压应力值随渗硼温度的升高而增大。本研究结果可为进一步研究渗硼处理对Ti-55531合金耐磨损及疲劳性能的影响奠定基础。     

低温固体渗硼剂的研究

本文研究了低温固体渗硼剂的选择和工艺因素（温度、时间等）对渗硼过程的影响，通过多种供硼剂、活化剂和填充剂组成的渗硼剂的对比试验，选择，得到了两种廉价实用的渗剂配方。将这两种配方用于20钢、3Cr2W8V模具钢和铸铁，经700℃×4h渗硼处理，三种材料的显微硬度可达到Hv_(0.05)15800～20730mpa，渗层厚度为10～30um，渗层为均匀致密的FeB＋Fe_2B双相层硼化物。     

TC11辉光等离子表面渗Nb组织及性能研究

利用双层辉光等离子表面渗金属技术(DGPSAT)对TC11进行表面渗Nb处理,用SEM和XRD、EDS以及纳米压入仪分析渗Nb合金层的显微组织、化学成分、相组成及其显微硬度与弹性模量。结果表明:渗层Nb元素呈梯度分布;渗层相主要由Nb在β-Ti中形成的置换固溶体与Al Nb2相组成;渗层有效厚度达到14μm,TC11渗Nb后其纳米硬度提高了1.9倍,而弹性模量相对于基体略有降低。     

38CrMoAl渗氮钢表面镀铁及渗硼行为的研究

以38CrMoAl钢为研究对象,对其表面分别进行渗氮、镀铁以及渗硼处理。利用X射线衍射仪、光学显微镜、显微硬度计对渗氮层、镀铁层以及渗硼层进行表征分析。结果表明,采用镀铁和渗硼相结合的方法,可获得100μm厚的渗硼层,仅由Fe_2B单相组成,呈针齿状楔入基体,与基体牢固结合。38CrMoAl渗氮钢经镀铁渗硼处理后,其表面硬度得到显著提高,高达1 700 HV,明显高于普通氮化处理的38CrMoAl钢,从而达到了提高所修复材料表面性能的目的。     

电流密度对熔盐电化学渗硼工艺的影响

采用硅含量为3.5%的无取向硅钢作为渗硼基体,通过熔盐电化学的方法渗硼,以改善硅钢磁性和塑性。利用辉光放电光谱仪、原子力显微镜和X射线衍射仪,研究熔盐电化学渗硼过程中,电流密度对渗层的成分、表面形貌、截面形貌和表面物相的影响,从而确定最佳工艺条件。结果表明:当沉积时间60 min,温度为800℃,占空比20%,周期1 000μs,电流密度为50 mA/cm2时,渗层的厚度最大;渗层表面粗糙度最小,表面光洁度最好;渗层组织最为细致紧密。     

PIII技术在制备c-BN硬化层中的应用

采用一种新型的等离子体浸没式离子注入技术 (PIII)在渗硼后的 5 0Mn钢试样上制备出了厚度为 0 .15～ 0 .2mm的立方氮化硼 (c BN)表面硬化层。经X射线电子能谱 (XPS)和X射线衍射分析 (XRD) ,发现硬化层中的组织有立方氮化硼 (c BN)、六方氮化硼 (h BN)、B2 O3,FeB和Fe2 B。在表层 60nm的深度范围内 ,c BN的含量较高。采用球盘式无润滑滑动摩擦实验和维氏显微硬度实验分别对渗硼 PIII复合处理以及单独渗硼的 5 0Mn钢试样的性能进行了对比实验。结果表明 :与单独渗硼的试样相比 ,经渗硼 PIII复合处理的试样具有高得多的硬度 (高达HV0 .1N44GPa)和耐磨性     

Investigation of Corrosion Behavior of Borided Gear Steels

In this study, corrosion behaviors of GS18NiMoCr36 (GS 18) and GS32NiCrMo6.4 (GS 32) gear steels borided in Ekabor-II powder at the temperature of 950 °C for 2 and 6 h were investigated in a 6 % M HCI acid solution. The boride layer was characterized by optical microscopy, X-ray diffraction technique and the Micro-Vickers hardness tester. X-ray diffraction analysis of boride layers on the surface of the steels revealed the existence of FeB, Fe₂B, CrB and Cr₂B compounds. The thickness of the boride layer increases by increasing boriding time for gear steels. The hardness of the boride compounds formed on the surface of the steels GS 18 and GS 32 ranged from 1,728 to 1,905 HV_0,05 and 1,815 to 2,034 HV_0,05 respectively, whereas Vickers hardness values of the untreated steels GS 18 and GS 32 were 335 HV_0,05 and 411 HV_0,05, respectively. The corrosion resistance of borided gear steels is higher compared with that of unborided steels. The boride layer increased the corrosion resistances of gear steels 4–6-fold.     

限制淬透性GCr4轴承钢的组织和性能

试验研究了成分为:1.00%C、0.40%Cr、0.03%Mo、0.034%Al、10×10^-6[O]的GCr4轴承钢经感应穿透加热-表面淬火(840±10)℃+回火150～160℃后的组织和性能。结果表明,热处理后GCr4钢表面层由孪晶马氏体和位错马氏体组成,心部组织为屈氏体+索氏体。GCr4钢的淬透性(J60,3.0 mm)明显低于GCr15钢(1.01%C、1.52%Cr、11×10^-6[O])的淬透性(J60,4.5 mm);其感应加热淬火+回火的冲击韧性和断裂韧性KIC分别比(840±10)℃淬火+(150～160)℃回火的GCr15钢提高66%～104%和67%。GCr4钢接触疲劳寿命较GCr15钢提高12%～26%。     

HOE 400/250罩式炉等温球化退火对GCr15轴承钢硬度和组织的影响

对比分析了 GCr15轴承钢780 15-20°C/h炉冷至660°C的普通连续球化退火和780°C加热,30 °C/h冷却至720 °C 2 h再以20 °C/h炉冷至660 °C的等温球化退火后钢的硬度和组织。结果表明,在相同退火时 间条件下,采用连续球化退火工艺GCr15钢的HB硬度值为184 - 202,球化组织级别为2.0-3.5,采用优化的等温 球化退火工艺,GCr15钢HB硬度值为191 -198,球化组织级别为2.0 ~2.5,取得较好的效果。     

HRB400螺纹钢的高温氧化行为及动力学

为了优化HRB400螺纹钢氧化皮结构,以提高耐蚀性能,采用热重法研究了试验钢空气条件下在800、850、900、950、1000和1050℃温度下的氧化行为,建立了氧化动力学模型,计算出试验钢的氧化激活能,借助扫描电镜(SEM)分析和确定氧化皮结构和组成.结合螺纹钢的实际生产情况讨论了螺纹钢氧化皮形成规律,建立了螺纹钢...     

快速循环相变对GCr15SiMn钢组织和性能的影响

在Gleeble1500D热模拟试验机上对GCr15SiMn钢进行了不同道次的快速循环相变处理。结果表明,随循环次数的增加,试验钢组织趋于均匀,晶粒逐渐细化,冲击韧性和硬度得到不同程度的提高。相变硬化再结晶是晶粒细化的主要原因。采用适当的快速循环相变处理工艺可使GCr15SiMn钢的综合力学性能得到有效提升。     

提高GCr15轴承钢线材预精轧温度的研究

 通过提高GCr15轴承钢φ10mm线材预精轧温度的工业试验,得到了网状碳化物少的细片状珠光体组织,利用实验室热模拟的方法对工业试验现象做了进一步分析。结果表明：当预精轧温度为944℃时,试验钢网状碳化物的析出时刻全部处于快速冷却阶段,球化退火后渗碳体颗粒均匀细小,网状级别可降低至1.5级,布氏硬度为202.72,强韧性能均较高,满足GB/T18254－2002《高碳铬轴承钢》和实际生产对GCr15轴承钢退火材的要求。     

高淬透性轴承钢GCr15SiMo接触疲劳寿命

对GCr15SiMo钢与GCr15SiMn钢的接触疲劳寿命进行了对比试验,高淬透性轴承钢GCr15SiMo的疲劳寿命(L_(10)、L_(50))分别是GCr15SiMn钢的疲劳寿命(L_(10)、L_(50))的1.73倍和1.68倍;初步讨论了合金元素Mo、Si提高轴承钢疲劳寿命的作用。     

稀土-镁复合处理对GCr15轴承钢中夹杂物的影响

为了尽可能的去除钢中大颗粒的夹杂物, 在实验条件下通过向GCr15轴承钢中添加适量镁、稀土对夹杂物进行改性, 并利用Aspex夹杂物自动分析仪和扫描电镜对钢中改性后的夹杂物尺寸、类型、形貌等进行了观察、分析, 研究了稀土-镁复合处理对夹杂物的影响规律.研究结果表明, 对轴承钢中加入微量镁处理, 可将未进行镁处理钢中的MnS-Al₂O₃、MnS、Al₂O₃夹杂改性为以含硫、镁复合夹杂物为主, 同时包含少量Al₂O₃、镁铝尖晶石夹杂.进一步采用稀土-镁复合处理后, 钢中的夹杂物转变为主要以含Re-S-O夹杂物为主, Al₂O₃、MnS、镁铝尖晶石夹杂逐步消失, 且夹杂物成球状分布, 绝大多数夹杂物在5 μm以下.稀土-镁复合处理轴承钢后, 10 μm以上的大颗粒夹杂物大大降低, 钢中的夹杂物明显得到细化.钢中镁含量不变时, 随着稀土含量的增加, 大颗粒夹杂物比例明显下降.而在稀土含量相近的情况下, 增加钢中的镁含量也有利于大颗粒夹杂物的去除.稀土-镁的相互作用进一步促进了夹杂物的细化.      

CSP生产700MPa级高强钢板卷氧化层分布规律

对CSP生产的700 MPa级高强钢板卷上表面氧化层进行了研究.发现钢卷沿卷长方向头部、中部氧化层主要由Fe+Fe₃O₄共析组织构成,而尾部则主要由Fe₂O₃层和Fe₃O₄层双层组织构成.沿板宽方向,边部的氧化层较厚,离边部越远,氧化层越薄.从边部到板宽中心,Fe₂O₃层和Fe₃O₄层的比例逐渐减少,Fe+Fe₃O₄共析组织逐渐增加,到距边部300 mm时氧化层几乎全部由Fe+Fe₃O₄共析组织构成.相较于CSP生产的SPHC钢,前者氧化层厚度对板卷厚度变化不太敏感.