Q235钢离子渗铬及渗氮复合处理的耐磨性

利用针状铬丝在Q235钢表面进行1000 ℃×4 h等离子渗铬,对渗铬试样分别进行(480、520、560 ℃)×6 h的离子渗氮处理.对经过渗铬和离子渗氮处理的试样进行磨粒磨损耐磨性试验.结果表明,Q235钢渗铬后表面铬含量为22wt%,渗层厚度为50 μm.渗铬层经渗氮处理形成了含铬氮化物(CrN、Cr2N)及少量含铬碳化物(Cr23C6)组成的表面强化层,表面显微硬度最高达1500 HV0.1.磨粒磨损试验表明,与未处理Q235 试样比较,渗铬并经过480、520、560 ℃离子渗氮处理的试样耐磨性分别提高了1.50、3.05和1.44倍;520 ℃离子渗氮试样较T10钢淬火+低温回火试样及3Cr13离子渗氮试样分别提高了2.20倍和2.73倍.     

低温渗铬层耐磨性和附着性的研究

在45钢和T10钢表面进行了低温盐浴渗铬,研究了渗层的耐磨性和附着性。结果表明：虽然两种钢的渗铬层具有不同的硬度,但具有相近的耐磨性;渗铬层比热处理硬化处理T10钢的耐磨性提高10倍左右。渗铬层的磨损为脆性磨损,磨擦面平整光滑。渗铬层的附着性好,能承受较大的冲击。     

Q235钢双层辉光等离子Mo-Cr共渗及其热处理工艺研究

对比研究了Q235钢进行双层辉光等离子Mo—Cr共渗和不同热处理工艺处理的表面层组织和性能。结果表明：Q235钢等离子Mo—Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋深冷处理＋回火的试样,表面渗层组织结构细小,碳化物分布弥散,尺寸小于1μm,表面硬度达到1600HV。摩擦磨损试验表明：Q235钢经过渗碳＋淬火＋低温回火、等离子Mo—Cr共渗＋离子渗氮、等离子Mo-Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋低温回火、等离子Mo-Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋深冷处理＋低温回火处理的试样的相对耐磨性分别为：1,1．32,1．6和2．74。     

载荷对铬-铝共渗层摩擦学性能的影响

为了提高TC21钛合金的摩擦学性能,采用双辉等离子渗金属技术对其进行了铬-铝共渗。采用SEM和EDS分析了渗层的显微组织和成分,并测定了硬度。在室温下,采用GCr15钢球作摩擦副,研究了330 g、530 g和730 g载荷下渗层和基体的摩擦性能及其磨损机制。结果表明,铬-铝共渗层的厚度约为35μm,平均硬度为1 100 HV0.1,约为基体的4倍。在3种试验载荷下,渗层的摩擦因数和比磨损率均比基体的低。在重载荷下,TC21钛合金基体的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损,而共渗层则是以磨粒磨损和氧化磨损为主。     

T10钢双辉离子渗钛层的组织及摩擦学性能

采用双层辉光离子渗金属技术,在T10钢表面进行渗钛,研究了渗钛层的显微组织和摩擦磨损性能。利用超景深三维显微系统、X射线衍射仪、显微硬度计、能谱仪等分别对渗钛层的组织、相结构、硬度及元素的浓度分布进行检测和分析,用MM-W1万能摩擦磨损试验机研究了渗层的摩擦磨损性能。结果表明:T10钢双辉渗钛后可在表面形成均匀、致密且与基体结合良好的TiC层,渗钛层硬度达到1 100HV0.01以上,且呈平缓的梯度下降。与未处理的T10钢相比,渗钛层的磨损率明显降低,耐磨性增强。     

铬电极电火花熔涂层的干摩擦滑动磨损特性

用环块磨损试验机对铬电极电火花放电熔涂层的干摩擦滑动磨损特性进行了研究。结果表明,轻载低速条件下,熔涂层的干摩擦滑动磨损机制以氧化磨损为主,与淬火低温回火态45钢相比,熔涂层的耐磨性是45钢的2～4倍;重载高速条件下,熔涂层的干摩擦滑动磨损机制比较复杂,存在磨料磨损,粘着磨损,剥层磨损等多种机制,熔涂层的耐磨性是45钢的15倍以上。     

炮钢材料等离子淬火后的组织与性能

为提高炮钢材料表面硬度和改善摩擦磨损性能,采用等离子淬火技术对炮钢材料进行表面处理。通过金相显微镜分析了淬火硬化带的组织与形貌,用显微硬度计测量硬化带表面与断面的硬度,用摩擦磨损试验机研究摩擦因数与磨损形貌的变化。结果表明,炮钢材料在等离子淬火后由表面到基体分为3层,最表层为马氏体硬化层,最深达到1. 48 mm;表面硬度由320 HV0. 5提升至725 HV0. 5,硬度最大值处不在最表层而是在次表层;平均摩擦因数较淬火前降低了30. 2%,耐磨性提高11倍,磨损机制由黏着磨损变为为磨粒磨损。     

RE-N-C-S-V-Nb 多元共渗 H13 钢的高温耐磨性

目的研究RE-N-C-S-V-Nb多元共渗H13钢的高温耐磨性,为避免铝型材挤压模具的早期磨损失效提供表面强化的新工艺。方法把多元共渗试样及对比试样进行高温摩擦磨损实验,然后利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等设备进行检测分析。结果淬火试样和软氮化试样均存在较严重的磨粒磨损和粘着磨损现象,渗层有微裂纹,高温摩擦系数曲线有明显的波动和峰值,磨损率分别为21.20×10-13,11.30×10-13m3/(N·m),在560℃保温4 h后的显微硬度分别为584,1018HV0.1。RE-N-C-S-V-Nb多元共渗试样以微量氧化磨损和微量粘着磨损形式出现,渗层无裂纹,高温摩擦系数曲线平缓,磨损率仅为2.96×10-13m3/(N·m),显微硬度高达1334HV0.1。结论 RE-N-C-S-V-Nb多元共渗H13钢具有较强的高温耐磨性。     

2Cr13不锈钢的硼碳共渗及其摩擦学性能

为了提高2Cr13不锈钢的的摩擦学性能,对其进行了950℃保温10 h的固体硼碳共渗,渗剂系自制,成分为5%碳化硼、20%无水硼砂(作供硼剂),15%木炭(作供碳剂),3%氯化铵和2%氟硼酸钾(作活化剂),10%石墨和40%碳化硅(作填充剂),以及5%氧化钇(作催渗剂)。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)检测了渗层的表面和截面形貌、微观结构和相组成;对经过和未经过硼碳共渗的2Cr13钢进行了纳米压痕试验,在330 g、530 g和730 g载荷下进行了摩擦磨损试验,以揭示硼碳共渗层的摩擦学性能及其磨损机制。结果表明:硼碳共渗层的厚度约为156μm,主要由FeB、Fe_2B、Fe_3C和CrB相构成,表面硬度达1 572 HV0.1,约为基体的6倍高;共渗层弹性模量约为265 GPa,表面粗糙度约为0.126μm。不同载荷的摩擦磨损试验表明,经硼碳共渗的钢的摩擦因数、磨损体积和比磨损率均显著小于未经共渗处理的钢。在以730 g载荷摩擦磨损试验的情况下,未经硼碳共渗的2Cr13钢的磨损机制为磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损,而经硼碳共渗的钢则主要为磨粒磨损和氧化磨损。     

齿轮钢(ZF7)稀土催化低温熔融渗硫处理及摩擦学性能研究

将稀土催化低温熔融渗硫工艺应用于经渗碳淬火处理的18CrMnBH钢，采用扫描电镜和能谱分析了渗层结构和厚度；在环一块摩擦磨损试验机上测定了干摩擦条件下渗硫层的摩擦学性能。结果表明：渗硫层为层状多孔结构；渗层具有良好的减摩效果，但随着载荷增大减摩作用逐渐减弱；渗层能阻碍摩擦学白层的产生，进而有效的提高ZF7钢的耐磨性，大载荷作用下，耐磨性提高更为显著。     

等离子表面钨钼稀土(钇)合金强化层滑动磨损性能

通过在Q235钢表面渗入钨、钼、钇和碳的表面合金化,并进行淬火和回火以强化表面合金层的性能。利用M200滑动磨损实验机进行滑动磨损性能研究进行对比。结果表明:钇的加入可以促进渗层形成足够多的碳化物核心,为碳化物弥散析出创造良好的条件。表面钨钼稀土合金层、表面钨钼合金层、T10钢、M2高速钢(均进行了淬火+回火的强化处理,下称强化处理)的平均摩擦系数分别为:0.30、0.47、0.57、0.31;表面稀土合金层经强化处理后耐磨性能最好;在干滑动磨损条件下,表面稀土合金强化层的滑动磨损失效形式主要是粘着磨损;加入钇后,试样的摩擦系数降低,显示出优异的耐磨性及良好的减摩性能。     

T10钢低温盐浴渗铬直接淬火回火工艺的研究

研究了Ｔ１０钢在低温盐浴渗铬后直接淬火并回火工艺。结果表明,低温盐浴渗铬后进行直接淬火回火的Ｔ１０钢,表面硬度高,渗层和基体的硬度过渡较平滑,且渗后存在比较厚的扩散层。     

45钢低温盐浴渗铬工艺及渗层性能研究

研究了 45钢低温盐浴渗铬工艺 ,分析了渗铬层的金相组织和相结构 ,测量了渗层厚度、渗层硬度及铬浓度分布 ,并进行了渗铬层的耐磨试验。结果表明 ,45钢在较低温度盐浴可获得良好的渗铬层及优异的耐磨性。     

Cr12MoV钢低温盐浴渗铬复合处理

研究Cr12MoV钢低温复合盐浴渗铬处理后复合渗铬层的金相组织、相结构、渗层厚度、渗层硬度、铬浓度分布和氮碳浓度分布，并进行渗层的耐磨性对比试验。结果表明，Cr12MoV钢经氮碳共渗加低温盐浴渗铬复合处理可获得良好的渗铬层及优异的耐磨性。     

Q235钢双层辉光离子表面冶金超高铬高碳合金层的研究

利用双层辉光离子渗铬和渗碳技术,在Q235钢表面形成超高铬高碳合金层,随后进行了淬火、回火及耐磨性的对比试验,对其合金层的形态、组织、成分及发生的相变、碳化物类型进行了研究.结果表明,在本试验条件下,渗铬层深可达数百微米以上,采用双层辉光离子渗碳新工艺,渗入速度比一般离子渗碳快约10%,碳化物细小、弥散、均匀.用体视金相法估计,碳化物总百分比约占40%以上,耐磨性明显高于GCr15钢的淬火件.     

Corrosion and tribological behaviors of chromium oxide coatings prepared by the glow-discharge plasma technique

In order to improve the corrosion and tribological properties of steel, chromium oxide coatings were prepared by a new combined process, namely, chromizing and plasma oxidizing treatments using double glow plasma technology under various oxygen flow rates. The composition and microstructure of the coatings were analyzed respectively by means of X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The results indicated that the oxygen flow rates had a great effect on the surface structure of the prepared Cr₂O₃ coatings, and dense and smooth Cr₂O₃ coatings were prepared at the oxygen flow rate of 10 sccm. The Cr₂O₃ coatings exhibited the better corrosion resistance which was in good agreement with the results obtained by the microstructure studied. Further mechanical properties test showed that the Cr₂O₃ coatings with high hardness and elastic modulus adhered well to the steel substrates and displayed excellent wear resistance and low coefficient of friction under dry sliding wear test conditions. The wear mechanism was mostly dominated by the “soft abrasion”.     

低碳钢电弧熔覆增材层摩擦磨损及抗腐蚀性能

目的 针对低碳钢零件的破损失效采用TIG焊电弧熔覆增材制造工艺,研究低碳钢电弧熔覆修复使其达到再制造零件性能要求的可行性,为实现TIG焊修复应用提供保证。方法 通过TIG焊熔覆在低碳钢坡口处,对熔覆接头的显微组织进行分析,并测试修复后的增材层表面硬度性能。使用Nanovea Tribometer摩擦磨损仪和NanoveaPS50表面轮廓仪,对基体和增材层进行摩擦性能测试,并表征摩擦磨损后的表面形貌,探究磨损机理。采用电化学工作站对基体和增材层的腐蚀性能进行分析。结果 修复后的增材层显微硬度（220.17HV）高于基体且其摩擦性能和腐蚀性能优于基体,随着磨损载荷的增加,增材层的摩擦系数逐渐降低,磨损机制主要为磨粒磨损和粘着磨损。增材层表面组织均匀细小,在NaCl溶液中点蚀坑小且分散,增材层的腐蚀电流密度（1.8349×10-6 A/cm2）小于基体的腐蚀电流密度（6.5251×10-5 A/cm2）,增材层表面的抗腐蚀能力明显提高。结论 电弧熔覆低碳钢可满足低碳钢零部件现场电弧快速修复对再制造性能的要求,实现了低碳钢破损零部件的表面修复与强化。     

深冷处理对18Cr2Ni2MoNbA钢耐磨性的影响

使用正交试验对18Cr2Ni2MoNbA钢渗碳钢深冷处理工艺参数进行筛选优化,分析深冷处理时间、低温回火温度和时间对试样耐磨性的影响,并对试样磨痕形貌、显微组织、残留奥氏体以及显微硬度进行分析。研究表明,18Cr2Ni2MoNbA钢渗碳淬火后的-196 ℃深冷工艺参数对磨损量影响的显著性排序为:深冷处理时间＞低温回火时间＞低温回火温度。深冷处理能够有效增加试样的耐磨性,在深冷温度-196 ℃,深冷处理时间1 h,低温回火温度120 ℃,低温回火时间2 h的工艺下试样磨损量最小,与未深冷时相比减少46.67%,磨损机制变为磨粒磨损与氧化磨损。经过深冷处理后渗碳层的碳化物沿晶界析出,同时有小颗粒碳化物在基体上弥散析出。深冷处理能够降低钢的残留奥氏体含量,增加马氏体含量,使表层渗碳层的显微硬度增加,从而改善18Cr2Ni2MoNbA钢的耐磨性。     

基于人工神经网络的不锈钢双辉离子渗碳性能预报

采用多组双辉离子渗碳工艺对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了试验研究。对渗后试件的显微硬度、耐磨性等指标进行测试。将人工神经网络应用于双辉离子渗碳的研究,在对人工神经网络训练的基础上,建立了双辉离子渗碳工艺与渗层性能预报的数学模型。试验结果验证了性能预报神经网络模型的可靠性,为解决双辉离子渗碳性能预报问题提供了一条先进、合理的途径。     

稀土元素对T10钢低温盐浴渗铬的影响

用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）及显微硬度计研究了稀土元素对T10钢离子渗氮后低温盐浴渗铬的影响.结果表明,稀土能增加渗铬层深度,有助于提高渗氮层的表面硬度.