H13钢RE-N-C-S-V-Nb多元共渗工艺优化

采用正交试验法,对H13钢试样的RE-N-C-S-V-Nb多元共渗层的显微组织及物相组成、厚度、硬度进行分析。优化后工艺为：570℃×3.5 h预渗处理,1010℃×1.2 h盐浴淬火,575℃×4 h盐浴回火。经优化工艺处理后,得到了7~8μm高硬度和高熔点的V、Nb氮碳化合物层,且过渡层厚度达82~90μm。     

TC4钛合金表面B-Al复合渗层的组织和性能

采用固体粉末包埋渗两步法,在TC4钛合金表面先1050 ℃渗硼 4~6 h再950~1050 ℃渗铝 4 h制备出B-Al复合耐磨渗层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、波谱仪(WDS)和能谱仪(EDS)、显微硬度仪和摩擦磨损试验机对复合渗层的物相组成、显微组织、微区成分、表面硬度和摩擦因数进行测试和分析。结果表明:B-Al复合渗层厚为37~115 μm,主要由TiB₂相和TiAl₃相组成,外层是弥散分布TiB₂的TiAl₃层,向内依次形成厚度较小的TiAl₂、TiAl及Ti₃Al等Ti-Al金属间化合物层。B-Al复合渗层表面硬度为1041.7~1429.4 HV0.1,约为TC4钛合金硬度的3.03~4.16倍;经1050 ℃×6 h渗B后1050 ℃×4 h渗Al,其摩擦因数约为0.3,较TC4钛合金基体下降约25%。     

添加微量硼对离子渗氮渗层组织性能的影响EI北大核心CSCD

以42CrMo钢为材料,探索添加微量硼对离子渗氮效率和渗层组织性能的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、摩擦磨损测试仪等仪器对截面显微组织、物相、截面硬度、渗层韧性以及耐磨性等性能进行测试和分析。研究结果表明,离子共渗可显著提高渗氮效率,在相同离子渗氮工艺520℃保温6 h条件下,化合物层厚度随B添加量增加逐渐加厚,由常规离子渗氮处理后的18.78μm增加到29.44μm;同时硼氮离子共渗后在化合物层与扩散层相连处形成了锯齿状垂直楔入基体的硼铁化合物FeB和Fe_(2)B,达到增强渗层与基体结合力及提高渗层硬度的显著效果。随B添加量增加,试样表面硬度和有效硬化层深度都逐渐提高,表面硬度可由常规离子渗氮的750 HV_(0.05)提高至100 2 HV_(0.05);有效硬化层厚度由常规离子渗氮的265μm增加到355μm,相当于渗氮效率提高约35%。硼氮离子共渗处理后试样耐磨性和渗层韧性明显高于常规离子渗氮。     

包埋渗剂Al含量对N80套管钢渗层组织和性能的影响

选用不同Al含量配比的渗铝剂,对N80套管钢进行包埋渗铝处理,形成渗铝层。阐述了包埋渗铝过程,并依次表征了不同Al含量渗剂所得渗铝层的金相组织、元素分布、物相组成和显微硬度。结果表明:采用不同Al含量的渗剂在950℃真空条件下可以在N80钢基体表面获得450～650μm厚度连续的渗铝层组织;渗铝层厚度随渗剂中Al含量增加而增厚;渗层组织从表面向基体方向Al含量呈梯度减少;渗剂中Al含量的不同引起渗层的物相变化,10%和20%Al含量的渗剂所得渗层组织为Fe3Al相,35%Al含量的渗剂所得渗层组织为FeAl相;不同Al含量渗剂下所得渗铝试样渗层组织的显微硬度均高于基体,从渗层表面向基体方向延伸,显微硬度逐渐降低趋于平缓。     

M50轴承钢表面渗硼处理的生长动力学与力学性能分析

采用固体渗硼的方法,将试样在850、950和1050℃条件下分别保温处理2、4、6和8 h,对制备的渗层进行组织观察与性能测试。对M50轴承钢渗硼处理的生长动力学与力学性能进行分析。结果表明,渗硼层具有光滑致密的形貌;渗层的相成分主要是FeB、Fe_2B与Mo_2B;渗层的硬度为400~1630 HV;根据处理温度与保温时间的不同,渗层的厚度变化为6~140μm。通过Arrhenius公式,对渗层生长动力学方程进行了推导,渗层的扩散激活能为282.64 k J/mol。     

18CrNiMo7-6钢渗碳—渗硼层的组织和硬度

对18CrNiMo7-6钢试样分别进行了这样的处理:940℃渗硼5 h,油淬和低温回火;先渗碳至0.5 mm,然后940℃渗硼5 h,油淬和低温回火。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度计检测了试样渗层的显微组织和硬度,以揭示预渗碳对18CrNiMo7-6钢渗硼的影响。结果表明,单一渗硼的18CrNiMo7-6钢试样渗层厚度为135μm,表面硬度为1 680 HV0.2;而经渗碳-渗硼的18CrNiMo7-6钢试样渗层厚度为150μm,表面硬度为1 710 HV0.2。两种试样的渗层均主要由Fe_2B相和少量FeB相组成。此外,渗碳-渗硼试样的过渡区宽度达1 600μm,远大于单一渗硼试样的过渡区宽度,从而显著改善了硼化物层的承载性能。     

电脉冲频率和时间对高锰钢碳氮共渗的影响

通过金相显微镜、显微硬度计、XRD等手段,研究了不同频率、时间的电脉冲处理对高锰钢碳氮共渗的渗层厚度和硬度的影响。结果表明:在550℃保温1 h,电脉冲频率为9 Hz时,每小时脉冲10 min,持续6 h的碳氮共渗效果最好。渗层厚度最大,约200μm;渗层硬度最大,表面硬度达到1072 HV。     

Ti-6Al-4V钛合金固体渗硼法表面改性

对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)进行表面渗硼使其表面硬度显著提高.渗硼温度为1000℃到1050℃,渗硼时间为5 h到20h.文内测量和比较了渗硼后钛合金表面的微结构、形貌、相组成等性质,研究了渗硼过程中Ti,Al,V,B等元素的扩散行为.在低温短时间渗硼时,渗硼层厚度仅0.8μm,而在高温长时间渗硼时,渗硼层厚度可达15 μm.实验证明,渗硼层由TiB和TiB2两相组成,并且它们的含量随渗硼温度提高而增加.渗硼层表面主要含TiB2,其显微硬度可达2200 HV0.01,渗硼层内表层主要含TiB,其显微硬度为1100 HV0.01.渗硼层的硬度远高于TC4钛合金的硬度.     

LD钢TD盐浴渗钒组织和性能研究

通过TD盐浴渗钒处理在LD钢表面制备渗钒层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪对渗钒层组织成分进行检测。结果表明:经TD盐浴渗钒处理后,在LD钢表面获得较为均匀致密的渗钒层,覆层与基体为冶金结合。950℃时,覆层厚度和硬度随时间增长而增加;8 h覆层厚度约为6.1μm,显微硬度值约为1975 HV0.025。覆层主要由无序VCx相组成。LD钢在950℃碳化钒覆层生长动力学近似遵循ln=Dt(n2)方程。     

以渗硼为主的交流电场增强粉末法硼铝共渗工艺优化

研究750 ℃时采用不同配比渗剂的以渗硼为主的交流电场增强粉末法硼铝共渗(ACFPBA)特性。通过观测分析渗层组织、相、厚度及沿层深的显微硬度分布,发现铝粉对交流电场增强粉末法硼铝共渗具有促渗作用,促渗效果不仅与渗剂中铝含量有关,还与硼铁含量有关。施加最佳铝粉量,对较低硼铁含量渗剂的促渗效果显著优于对较高硼铁含量的;对硼铁含量较低、在交流电场单一渗硼时获得Fe₂B单相渗层的渗剂,加入≥0.5%铝粉,所得渗层由FeB和Fe₂B双相组成,近表层硬度提高;在其他条件相同时,在含6%硼铁的渗剂中加入1%铝粉,经4 h电场增强共渗,得到约70 μm渗层且硬度曲线分布平缓,而相应单一渗硼的渗层厚度仅约26 μm。     

ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢的渗硼

对ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行了渗硼处理,渗硼剂采用含双活化剂(氟硼酸钾和氯化铵)的粉末渗硼剂:碳化硼+碳粉+碳化硅+氟硼酸钾+氯化铵,渗硼温度为950 ℃,渗硼时间为7 h.在金相显微镜下观察渗层组织致密,齿型平坦,并测得渗层的厚度为38～42 μm;经X射线衍射分析以及扫描电镜观察表明,渗层主要由FeB相组成,在过渡区有明显的增铬现象,说明硼化物层有一定的排铬作用.利用显微硬度计测得渗后形成的硼化物层的硬度可达2000 HV0.1.沿硼化物-过渡区-基体方向,硬度值呈逐渐下降趋势.渗层的脆性较小,脆性级别为2级.ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢通过含双催渗剂的渗硼剂渗硼,组织均匀且与基体结合紧密,硬度明显提高.     

超声冲击对65Mn钢渗铬层摩擦磨损性能的影响

目的 提高65Mn钢的固体粉末渗铬层厚度和耐磨性能。方法 对65Mn钢进行超声冲击（UI）和固体粉末渗铬（SPC）相结合的复合工艺处理。采用X射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）,研究UI+SPC复合工艺处理后65Mn渗铬层的物相结构、厚度及元素分布。通过显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机研究渗铬层的显微硬度和摩擦磨损性能。结果 SPC处理试样的渗层厚度约为45μm,UI+SPC复合工艺处理试样的渗层厚度约为58μm,相比SPC试样,渗层厚度提高了13μm。渗铬层表面均匀致密,主要相组成为（Cr,Fe）₂₃C₆、（Cr,Fe）₇C₆、Cr₂C。UI+SPC试样渗层表面硬度达1659HV,约为基体表面硬度的6倍,且硬度从表面至心部呈梯度下降。UI+SPC试样表面渗铬层具有较好的耐磨性能,平均摩擦系数为0.170,磨损量约为基材的1/4,其主要磨损机理为粘着磨损和氧化磨损,伴随着磨粒磨损。结论 UI可有效提高SPC工艺的Cr原子扩散性能,提高渗...     

渗扩时间比对AISI 316不锈钢渗氮层组织与性能的影响

采用真空两段渗氮工艺,在不同的强渗、扩散时间下对AISI 316不锈钢进行渗氮处理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、显微硬度测试和摩擦磨损试验等分析了渗氮层的组织和性能。结果表明,经过12 h的真空渗氮后,AISI 316不锈钢表面形成了一层由γ′-Fe₄N、ε-Fe_2-3N和CrN等相组成的渗氮层,其表面硬度和耐磨性能相较于基体均有明显的提高。其中,渗扩时间比为1∶1(强渗6 h、扩散6 h)时的渗层厚度约为96 μm,表面硬度约为1069 HV0.5,是基体表面硬度的4.5倍,在20 N载荷下的磨损量约为基体的1/3;渗扩时间比为1∶2(强渗4 h、扩散8 h)时的渗层厚度约为120 μm,ε-Fe_2-3N相衍射峰增强,在20 N载荷下的磨损量约为基体的1/30。延长扩散时间能增加渗氮层厚度,改善表面形貌,进一步提高不锈钢的耐磨性。     

球墨铸铁固体渗硼及渗层生长动力学

采用LSB型渗硼剂分别在渗硼温度为1123、1173和1223 K,保温时间为2、4、6和8 h的工艺参数下对球墨铸铁表面进行固体渗硼处理。用扫描电子显微镜(SEM)对渗层横断面进行了显微组织观察,用X射线能谱仪分析了沿渗层表面到心部的元素分布。用X射线衍射仪(XRD)分析出渗硼层为Fe2B单相,用显微硬度计测试渗层的硬度分布,其显微硬度值在1170~1392HV0.025之间。渗层厚度随着渗硼时间和渗硼温度的增加而增加,其范围约为35~118μm。对实验数据进行分析和拟合,得出渗层动力学曲线和等厚度图,并且经回归分析计算出硼在球墨铸铁中的扩散激活能约为175 kJ/mol。     

Cu基体电镀Ni层表面渗Al组织及其形成机理

以纯Al粉为渗剂、NHCl4作为活化剂、鸡蛋清为粘结剂、Cu基体镀Ni层表面渗Al。研究经800℃保温12 h后的渗铝层的表面形貌、组织、厚度和截面元素分布,分析渗铝过程的机理。结果表明：渗铝处理后Cu-Ni界面结合良好。渗铝层组织为单一的富Al的Ni2Al3金属间化合物。渗铝层厚度为200μm,平均显微硬度HV达到1 100。Al的沉积和运输主要依靠AlCl2完成。     

直流电场对42CrMo钢盐浴渗氮催渗与改性作用

以42CrMo钢为材料,对比研究了传统和直流电场催渗盐浴渗氮技术。利用光学显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪对渗层的显微组织、渗层厚度、硬度及物相进行了测试和分析。研究结果表明:直流电场可以显著提高盐浴渗氮速度,降低渗氮温度或缩短渗氮时间;在外加电压7.5 V直流电场条件下,保温时间为80 min时,处理温度530℃获得的化合物层厚度与同样时间常规盐浴渗氮560℃时获得的层深相近,约为6.7μm,处理温度为560℃时化合物层厚度提高到12.1μm。虽然直流电场不改变42CrMo钢盐浴渗氮层的主要物相,均由ε-Fe_3N相、γ'-Fe_4N相和Cr N相构成,但直流电场盐浴渗氮后渗层中硬度较高的γ'-Fe_4N相的相对含量更高。因此,直流电场盐浴渗氮处理后的42CrMo钢的截面显微硬度大幅度的提高,经过575℃×80 min,7.5 V盐浴渗氮后的试样截面显微硬度达到1100 HV0.01,是基体硬度的3倍。同时,施加电场盐浴渗氮使42CrMo钢耐蚀性比常规盐浴渗氮进一步提高。     

16Mn钢固体粉末渗锌工艺的研究

对16Mn钢进行固体粉末渗锌处理,采用金相显微镜观察渗层组织、显微硬度仪测定其硬度,并通过扫描电镜能谱仪观察其成分组成。结果表明,扩渗温度450℃,保温4h,获得大约79μm渗层,温度选择与超过锌的液相熔点有关。渗锌层硬度明显高于基体组织。     

退氮处理对SDHS2模具钢渗氮层组织与性能的影响

采用光学显微镜和显微硬度仪对比研究了离子渗氮的SDHS2模具钢退氮处理前后渗氮层的组织和性能。结果表明:通过离子渗氮处理得到的渗层深度约230μm,渗层表面硬度达1 000 HV0. 3以上,渗层组织致密,与基体结合良好;分别经530和550℃退氮处理8、12、16 h后,渗氮层的硬度均大幅度降低。但随着渗氮时间的延长,渗层硬度随之提高;退氮温度的升高也会导致基体硬度的大幅度下降。综合比较得出,SDHS2模具钢退氮处理的最佳工艺为:退氮温度530℃、退氮时间8 h。在保证基体硬度满足要求的条件下,退氮处理可使表面硬度由处理前的1 000 HV0. 3以上降低至780 HV0. 3左右。     

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.     

1Cr13不锈钢硼-碳复合渗工艺及其性能

对1Cr13马氏体不锈钢进行950 ℃预渗碳6 h复合不同渗硼工艺处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及配套能谱分析仪(EDS)、显微维氏硬度计、XRD、电化学工作站等研究了复合渗工艺以及最终热处理对硼碳复合渗层组织和性能的影响。结果表明,1Cr13钢最佳硼碳复合渗工艺为950 ℃固体渗碳6 h复合950 ℃固体粉末渗硼6 h,在此工艺下,渗硼层硬度高达1436 HV0.1,交界层硬度为924 HV0.1,预渗碳层硬度为630~910 HV0.1,基体心部硬度为560～590.7 HV0.1,复合渗层硬度梯度整体较为平缓。EDS检测得出交界层Cr元素含量最高,其质量分数为13.49%。XRD物相检测得出渗硼层中主要是硬度高且脆性较小的Fe₂B相,存在少量FeB和CrB相。复合渗试样与原样的腐蚀电极电位相比提升了0.104 V,硼碳复合渗工艺提高了1Cr13不锈钢的耐腐蚀性能。