35CrMoA激光淬火/渗氮层耐蚀性研究

对35CrMoA钢进行激光淬火一渗氮复合处理,采用XRD、SEM、TEM及M352腐蚀系统研究了激光淬火/渗氮层的组织、相组成、耐蚀性能,并与气体渗氮层对比.结果表明,两种渗氮层均由ε相、γ'相及Cr_2N相组成.激光淬火/渗氮白亮层中ε-Fe_3N含量较高,而脆硬的ζ-Fe_2N相及Fe_2O_3含量较低,白亮层厚度由气体渗氮层的25μm降为激光淬火/渗氮的12μm,其致密度增加;激光淬火/渗氮层中E_(corr)值较气体渗氮的提高,自腐蚀电流由气体渗氮的57.68 μA/cm~2减小到激光/渗氮的3.166 μA/cm~2,其耐蚀性提高.     

渗氮温度对奥氏体不锈钢性能的影响

利用自行研制的直流脉冲离子渗氮设备对奥氏体不锈钢进行离子渗氮,采用显微硬度计、倒置金相显微镜等手段研究了渗氮温度对奥氏体不锈钢显微硬度、金相组织、耐磨性能和耐腐蚀性能的影响.结果表明,通过离子渗氮处理得到的渗层表面硬度均在1150 HV0.05以上,耐磨性能提高4～5倍,低温离子渗氮在提高耐磨性能的同时保持其耐腐蚀件能基本不变.     

35CrMoA钢激光淬火/渗氮改性层脆性研究

研究了气体渗氮层和激光淬火/渗氮层的N分布、微观结构、显微硬度及脆性。结果表明,激光淬火后的组织晶粒细小,晶界和位错、孪晶等缺陷数量增加,而N在晶界和缺陷处扩散激活能降低,使N的扩散速度和扩散通量提高,渗氮层厚度增加;同时渗氮层晶粒细小致密,细小的高硬度的Cr2N颗粒数目增加,使显微硬度值显著提高,渗氮层脆断的临界压力由气体渗氮层的3 N提高到激光淬火/渗氮层的6 N。     

激光表面处理对316L奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响

目的 研究退火态和变形态不锈钢基体在激光加工时组织结构和耐腐蚀性能的差异,掌握激光功率对材料表面耐腐蚀性能的影响规律.方法 利用Nd:YAG激光处理,对不同热处理状态的316L奥氏体不锈钢进行了一系列激光表面熔凝处理.运用电子通道衬度成像(ECC)对激光表面处理前后的组织结构进行了详细地表征和分析,采用Gamry600...     

激光气体渗氮工艺对TC4钛合金表面性能的影响

钛合金属于粘性材料,易发生粘着磨损,为提高钛合金件作为摩擦副使用时的寿命,需提高钛合金表面硬度及耐磨性。利用连续激光器在TC4合金表面进行激光气体渗氮,生成金黄色的氮化层。用SEM、EDS、XRD分析试样渗氮层的微观组织、元素分布以及物质组成。结果表明,经激光气体渗氮后在TC4表面生成了以Ti N为增强相的改性层,并且在未渗氮区有黑色粉末状Ti N生成。表层由氮化层、热影响区及母材组成。渗氮层与基材发生冶金结合,结合强度高,不易剥落。随着激光功率的提升,渗氮层厚度及硬度都有所增加。当功率为1 200 W时,钛合金表面渗氮层最高硬度超过1 800 HV0.3,渗氮层厚度也最大。在氮气流量为10 L/min时整个渗氮层中氮元素的含量相对较高。经过激光气体表面渗氮后渗氮层的摩擦系数较基体材料摩擦系数有明显降低,耐磨性更好。     

35CrMoA钢激光淬火/渗氮层中氮分布及耐蚀性分析

对35CrMoA钢进行激光淬火/渗氮复合处理,采用SEMM,XRD,EPMA,M352腐蚀系统研究了激光淬火/渗氮层的显微组织、物相、N元素分布及耐蚀性,并与气体渗氮层对比.结果表明,激光淬火/渗氮化合物层中ε-Fe3N含量较高,ζ-Fe2N相较低,表面氮浓度较低,渗氮层中氮分布较均匀,氮浓度降低趋势平缓,普通渗氮层表...     

AISI 300系列奥氏体不锈钢渗氮层组织和性能研究

目的 在AISI 300系列奥氏体不锈钢表面制备单一S相渗氮层,提高该系列不锈钢渗氮层的硬度、抗磨损性能,对比揭示渗氮前后不锈钢的磨损机制。方法 采用低温辉光等离子渗氮技术(LTPNT)在AISI 300系列奥氏体不锈钢表面制备渗氮层。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)分析渗氮层的截面形貌、元素分布和物相组成;通过比磨损率和磨痕形貌分析渗氮层的摩擦学性能;利用电化学实验考察渗氮前后3种不锈钢的耐蚀性。结果 AISI 300系列奥氏体不锈钢经380 ℃、12 h处理后,其表面获得了厚度为15 μm左右、与基体致密结合、组织成分均匀的渗氮层;渗氮层的相结构主要为S相,无CrN相析出;经渗氮后,该系列不锈钢表面硬度均为1 100HV左右,较基体硬度提高了5倍左右;不锈钢基体的磨损机理为黏着和磨粒磨损,经渗氮后转变为氧化磨损和微切削;渗氮层的比磨损率约为不锈钢基体的1/20,抗磨损的能力得到显著提升;在25 ℃环境温度下渗氮后,304L、316L和321的自腐蚀电位下降,腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快,耐腐蚀性能稍有降低。通过对比腐蚀形貌发现,渗氮层仍具有一定的耐蚀性能。结论 通过LTPNT可以获得高硬度、组织均匀致密、结合强度高的渗氮层,渗氮层中S相的存在可以显著提高AISI 300系列奥氏体不锈钢的表面硬度、抗磨损能力,降低其摩擦因数和比磨损率,对延长不锈钢的服役寿命有着积极的作用。     

钛合金激光渗氮层的组织与性能研究

对Ti-6AI-4V合金在氮和氩的混合气体中通过激光加热形成的渗氮层进行了研究。结果表明，渗氮层由a和TiN两相组成。靠近表层的粗树枝状组织为胞状纳米晶的TiN相，熔区内的显微硬度在500HV～800HV范围内呈阶梯状变化。     

快速渗氮技术的可行性研究——液相等离子体电解渗氮

应用液相等离子体电解渗氮技术处理Q235钢,探索了在直流脉冲电源下、不同的无机盐与甲酰胺组成的电解液体系下短时间内实现渗氮的可能性,并研究了电解液体系的稳定性。结果表明:KF-CONH2电解液体系最稳定,但是渗入的效果不好;NaNO3-HCONH2电解液体系不稳定,渗入效果也不好;KCl-HCONH2电解液体系比较稳定,而且在3～5min内可以实现渗入。     

快速渗氮技术的可行性研究--液相等离子体电解渗氮

应用液相等离子体电解渗氮技术处理Q235钢，探索了在直流脉冲电源下、不同的无机盐与甲酰胺组成的电解液体系下短时间内实现渗氮的可能性，并研究了电解液体系的稳定性。结果表明：KF-CONH2电解液体系最稳定，但是渗入的效果不好；NaNO3-HCON2电解液体系不稳定，渗入效果也不好；KCl-HCONH2电解液体系比较稳定，而且在3～5min内可以实现渗入。     

2Cr13不锈钢活性屏等离子体源渗氮层组织与耐蚀性能

目的 探讨活性屏等离子体源渗氮技术提高马氏体不锈钢硬度与耐蚀性能的可行性。方法 将2Cr13马氏体不锈钢进行350～550℃、6 h活性屏等离子体源渗氮处理,采用光学显微镜（OM）、电子探针显微分析仪（EPMA）和X射线衍射仪（XRD）分析渗氮层的组织、成分和相结构,使用显微硬度计测试渗氮层的显微硬度,利用电化学腐蚀试验解析评估渗氮层的耐蚀性能。结果 经活性屏等离子体源渗氮处理后,可在马氏体不锈钢表面形成厚度为2～45μm,N原子分数为20%～25%的渗氮层,其表面显微硬度达1050～1350HV0.25,是基体硬度的4～5倍。350℃时,渗氮层以ε-Fe_2-3N相为主,且含有少量αN相;450℃时,渗氮层由αN、ε-Fe_2-3N和γ’-Fe₄N相构成;渗氮温度升至550℃时,渗氮层由α-Fe、CrN和γ’-Fe4N相构成,αN、ε-Fe2-3N相消失。350、450℃时,渗氮层在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线出现明显钝化区,而未渗氮的2Cr13不锈钢并未发现钝化区,自腐蚀电位E_corr由未渗...     

渗氮对Cr—V共渗渗层结构及性能的影响

对4Cr5W2VSi钢Cr-V共渗后再经氮化处理与只经Cr-V共渗所获得的组织结构及性能进行了分析比较。试验结果表明,在经Cr-V共渗显著提高其综合使用性能的基础上,再进行氮化处理可以进一步明显提高其耐磨性能。     

钽低温离子渗氮工艺参数对渗氮层物相的影响

利用组合的二次回归正交实验设计方案 ,对钽低温离子渗氮条件下 ,表面物相及固溶体中氮的含量随渗氮温度、气氛总压力和氢氮摩尔比的变化进行了系统研究。发现表面渗氮层由化合物Ta6N2 .57、超晶格TaN0 .1和固溶体相组成。氮在钽中的固溶度随气压、温度和氢摩尔分数的增加而增加 ,化合物和超晶格相含量随温度增加而增加 ,同时化合物相随氢摩尔分数增加有一个极大值 ,该极大值随温度增加而下降。     

温度对AISI304奥氏体不锈钢离子渗氮的影响

对AISI304奥氏体不锈钢进行脉冲电流辉光离子渗氮处理,在不同处理温度(480 ℃、520 ℃、580 ℃)下渗氮8 h后,获得了一定厚度的渗氮层.通过对渗层进行金相分析和硬度测试表明,随着渗氮温度升高,渗层厚度增大,显微硬度先增大后减小.综合温度对渗层厚度与显微硬度的影响,AISI304奥氏体不锈钢卡套辉光离子渗氮温度可采用520 ℃,渗氮后渗层厚度为90 μm,显微硬度为1317 HV0.1.     

离子渗氮温度对Fe-C-Cr-Ni-Mn-V沉淀硬化型奥氏体不锈钢渗层组织和性能的影响

采用离子渗氮工艺对一种Fe-C-Cr-Ni-Mn-V沉淀硬化型奥氏体不锈钢进行表面改性处理。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、电子探针显微分析仪(EPMA)和维氏硬度计对不同离子渗氮温度下渗层的组织和性能进行了研究。结果表明,Fe-C-Cr-Ni-Mn-V沉淀硬化型奥氏体不锈钢经430~520 ℃离子渗氮处理10 h后,试样表面均形成一层厚度均匀的渗氮层,表面硬度显著增大。随着离子渗氮温度的升高,渗层厚度增大,520 ℃渗氮时渗层厚度达到78 μm。当渗氮温度为430 ℃时,渗层表面主要由γ_N+CrN+γ′-Fe₄N相组成;当渗氮温度升高至520 ℃时,渗层表面主要由γ′-Fe₄N+CrN+ε-Fe_2-3N相组成。在3种渗氮温度下,渗层中均有CrN析出,导致渗层耐蚀性低于基体组织。     

等离子体对钽表面渗氮处理的影响

采用SEM,XRD等手段对钽在氢与氮等离子体中形成的表面层进行了分析,试验表明,在外界参数相同的情况下,H N等离子体的存在改变了Ta表面在H-O-N气氛中的反应路径,使反应产物由无等离子体时的Ta2O5变成了Ta6N2.57,因此处理后的表面粗糙度比无等离子体时下降了一个数量级;对等离子体的作用机理进行了探讨,认为是等离子体的存在改变了介质成分和Ta表面附近的“阴极鞘层”与Ta表面相互作用抑制了粗糙的Ta2O5形成。     

半导体激光热输入对渗氮层结构和性能的影响

目的 提高Ti-6Al-4V钛合金的表面硬度和耐磨性,解决失效问题。方法 利用半导体激光器在纯氮气氛下对Ti-6Al-4V钛合金表面进行激光渗氮处理,研究激光功率和扫描速度耦合作用下不同热输入对渗氮层质量的影响。分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪,对渗氮层的物相组成、截面微观组织以及元素分布进行表征,采用显微维氏硬度仪测量渗氮层截面硬度分布。结果 不同热输入下Ti-6Al-4V钛合金氮化区域均生成TiN相,且含量随热输入的增大而增加,渗氮层厚度随热输入的增大呈近似直线增长。渗氮层组织由表及里依次由连续的TiN薄层、柱状晶、树枝晶和针状晶组成,使渗氮层内硬度随层厚的增加呈下降趋势,随热输入的增大,树枝晶中粗枝晶的数量增加,渗氮层硬度也随之增加。然而当热输入较高（320 J/mm）时,渗氮层内产生大量的裂纹。结论 利用激光气体氮化技术,控制热输入为210~275 J/mm时,在Ti-6Al-4V钛合金表面制备渗氮层,其表面成形良好、无裂纹,厚度约为413~517 μm,近表层硬度较基材提高2.5倍以上。     

离子渗氮温度对不锈钢组织及性能的影响

对1Cr18NigTi、1Cr13、0Cr18Ni9不锈钢进行了不同温度的离子渗氮.利用金相显微镜及扫描电镜观察了渗氮层显微组织形貌;利用能谱仪测试了渗层中元素的含量及分布情况;利用HVS-1000型数显显微硬度计测定了渗层不同深度处的硬度变化;采用改制的摩擦磨损试验机测试了渗氮层的摩擦磨损特性;利用盐雾腐蚀试验箱测试了渗氮层的耐腐蚀性.结果表明,随渗氮温度增加,3种钢的渗层表层组织中氮化物量减少,高氮浓度的ε相转变为γ'相,440 ℃渗氮形成了氮在基体中的过饱和固溶相;1Cr13不锈钢比1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni9不锈钢的渗层厚;渗层表面硬度降低,但从表面向心部的峰值硬度增加;在一定范围内渗层耐磨性降低,但比未渗氮试样均提高4倍左右;渗层的耐盐雾腐蚀性降低,但440℃的低温渗层的耐蚀性与未渗氮试样差不多.     

GCr15钢激光淬火层的奥氏体晶粒尺寸

ＧＣｒ１５钢激光淬火层的晶粒尺寸可在很大范围内变化，从约３０μｍ到小于２μｍ。以激光光斑为中心，相距越远，晶粒尺寸越细小，晶粒尺寸的变化与激光加热时理论推导的温度场存在对应关系。激光扫描速度对激光淬火层的奥氏体晶粒尺寸有显著的影响，原始组淬火层体晶粒尺寸影响较小，ＧＣｒ１５钢激光淬火层奥氏体晶粒尺寸的研究为激光淬火工艺的制订提供了重要的参考依据。