补渗过程中渗碳层的变化特征研究

通过对补渗过程渗碳层的变化特征的实际观察和对比性试验分析,提出作者的看法,可供生产补渗工艺应用参考。     

国内外渗碳和渗氮热处理工艺的新进展（二）

真空渗碳也称低压渗碳，是一种非平衡的强渗一扩散型（non-equilibrium boost—diffusion—type）渗碳过程。其一般过程描述为在具有一定分压的碳氢气氛的粗真空的奥氏体化条件下进行渗碳和在粗真空条件下进行扩散，在达到技术条件要求后于油中或高压气淬条件下冷却的一个过程。     

在气体渗碳中合适的碳分布的调节

作者叙述了众所周知的“Carb-O-Prof”的计算机化的系统,这个系统可易于严格控制气体渗碳过程的碳分布。在碳传递/扩散的随机计算情况下,这种技术能自动地调节两阶段——强渗/扩散处理,并同时考虑了在碳势或温度方面由于疏忽的变化。也考虑了进一步的发展。     

形变对纯铁气体渗碳和离子渗氮过程的影响

本文研究了室温形变(0～75％)对纯铁在气体渗碳和离子渗氮过程中,碳、氮原子扩散行为的影响。室温形变加速了气体渗碳过程扩散速度,当形变30％最佳变形量,渗层厚度的增加值可达20％。而在离子渗氮过程中,室温形变却对氮的扩散起阻碍作用。形变离子渗氮复合处理后,在一定形变量时,冲击韧性明显增加,并由脆性断口转变为韧性断口。     

渗碳层碳浓度分布的推导及应用

钢的渗碳是建立在扩散理论基础上的一种工艺方法，求扩散方程的解，是定性定量分析扩记过程的重要途径．本文从破浓度分布的数学推导到政包算法作一试探。1数学推导扩散方程所描述的是物质元资在回作中扩散时，扩散物质的浓度同时间的变化率与其浓度的梯度对距离的变化率成正比．比例系数D称为扩散系数，通常认为它与该区无关．如果金属表面的欧浓度Cs为一常数，沿全属表面到内部的x处的瞬时碳浓度为C（x，τ），并没C（x，τ）-Cs=θ，扩散方程可以写成：再附上初始条件：当。x=0，C（x，τ）＝Cs＝常数，和边界条件：当τ=0，C（x，τ…     

渗碳与激光相变强化复合处理16Cr3NiWMoVNbE 钢的组织演化

目的 增大16Cr3NiWMoVNbE钢经渗碳强化后的强化层深度，细化晶粒尺寸，提高表面力学性能，并减小工件热变形，缩短工艺周期。方法 将渗碳与激光相变强化相结合，利用“短时”渗碳提高表面含碳量，再通过激光快速局部加热，为碳原子扩散提供理想通道，改善强化层深度。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜，分别评价材料的金相组织、高倍显微组织，并通过显微硬度计、纳米力学探针对激光相变强化处理后的硬化层截面硬度、纳米硬度、弹性模量进行测试，揭示渗碳和激光相变复合强化16Cr3NiWMoVNbE钢的组织演化和强韧化机理。结果 随着激光能量输入量的增加，复合强化层的深度提高了约50%，显微硬度最大值为792HV，显微硬度提高了约30%，弹性模量、显微硬度呈先增加后降低的趋势，强化层显微组织板条逐渐减少，且尺寸不断粗化，残余奥氏体由薄膜状转变为块状，数量逐渐增加，碳化物聚集球化且数量减少。结论 16Cr3NiWMoVNbE钢经渗碳和激光相变复合强化后，得到了塑韧性优异的复合强化层，为航空发动机关键传动部件表面强化提供了新思路和理论支撑。     

钢件的甲酰胺高温气体碳氮共渗

应用气体渗碳的计算机精确控制技术，对常用低碳钢（AISI8720）进行了高温气体碳氮共渗试验，对不同渗碳条件（在不同时间加入不可比例的甲酰胺）下低碳钢的渗层深度和硬度进行了测定和比较分析，得出渗氮介质比较例、时间等因素对于高温气体碳氮共渗过程的影响规律。     

扩散与化学热处理的关系

对影响扩散的各种因素与化学热处理的关系进行简要归纳与讨论,指出在化学热处理中,当渗剂固定时,分解和吸收一般都不会成为控制性环节,而扩散将成为化学热处理渗速的决定性因素。     

铸造渗碳的组织与性能分析

分析了铸造过程中渗碳后渗层的组织及性能，讨论了缺陷产生的原因及防止措施。     

应用扩散方程的解析解讨论渗碳过程碳浓度及其分布的变化特性

应用一段式和二段式渗碳(氮)时扩散方程的解析解,分析和讨论了渗碳过程中的碳浓度及其分布的变化特性,从中可以看到反映这些变化特性的新信息以及变化规律;按照物质扩散的观念和有关数学原理,可将第二段渗碳过程分解成同时进行的两个独立的扩散过程,将它们在最后的碳浓度分布叠加,其结果与原扩散方程的碳浓度分布完全相同。应用此观点,对扩散方程的碳浓度分布的转化规律和一些渗碳工艺问题进行了讨论。     

铁基高温合金表面微弧火花渗碳

采用3H—ES型金属表面强化修复机对航空发动机GH2696铁基高温合金密封环件外侧面进行渗碳处理，用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与电子探针(EPM)等测试分析表明，渗碳层深度约为20μm，由γ-Fe基体、TiC、Cr7C3以及石墨等组成。表明在高功率高频率微弧火花放电作用下可以对铁基高温合金进行表面渗碳强化处理；渗碳层具有快速熔凝和碳扩散相变双重组织特征。与国外进口的同类试样进行了对比分析。耐磨性实验结果表明，合金渗碳后耐磨性显著提高。     

精铸钢件表面补碳工艺

为弥补精铸钢件表面脱碳缺陷，采用甲醇 煤油滴注式可控渗碳法，对精铸钢件表面层进行补碳。根据试验．得到对不同厚度工件进行补碳的工艺：对于薄壁件，在930℃下，强渗阶段60min，扩散阶段60min．补碳后淬火硬度60HRC；对于厚壁件，只需扩散阶段时间延长到120min。     

酸洗对20CrMnTi钢渗碳速度的影响

将酸洗和未经酸洗的两种20CrMnTi钢试样放在一起进行渗碳淬火、回火处理。分别测定了两种试样表层的碳浓度梯度和淬硬层深度。结果表明,在相同的热处理工艺条件下,经酸洗后的试样,淬硬层和渗层碳浓度均较未经酸洗的试样高。原因是酸洗试样的表面产生了过酸洗和酸洗麻点,增大了试样表面与气氛的接触面积,在渗碳初期,酸洗试样表面渗入的碳原子多,形成了从表面到心部比较高的碳浓度梯度,从而提高了碳的扩散速度。     

两种基体材料的脉冲放电强化层对比研究

从强化层的厚度、硬度、结构及强化层与基体之间的扩散程度方面对Ｍ２和５０ＣｒＭｏＶ两种基体脉冲放电强化层进行了对比研究。结果表明,两种基体材料强化层的特点、性能等方面明显不同;电极材料主要相在放电形成涂层中发生变化。     

石墨砂型铸渗机理的研究

通过热力学、动力学分析计算，结合倾倒试验结果，对石墨砂型铸造渗碳过程的渗碳机理进行了研究，首次明确提出了石墨砂型铸渗机理。研究认为，石墨在钢液中的直接溶解及碳在钢中的扩散是产生石墨砂型铸渗效果的主要原因     

深层渗碳渗层质量的控制

根据大型重载齿轮的承载和失效特点，介绍了它对深层渗碳层质量的要求，并结合渗碳过程中碳传递和扩散，碳化物形成和长大等机理，分析了影响渗碳层质量的各种因素；提出了控制表面碳浓度，碳浓度分布和碳化物形态的方法和途径。     

疲劳断裂过程中渗碳层残余奥氏体的转变

研究了20CrNiMo钢微氮渗碳层中残余奥氏体的形态,及其在疲劳断裂过程中的转变和作用。结果表明:渗碳层残余奥氏体有薄膜状和块状两种形态,由于界面取向的影响,疲劳裂纹更易于穿过块状奥氏体,促使其发生应变诱发马氏体相变。在疲劳断裂过程中,裂纹面附近的残余奥氏体大部分转变成马氏体,这种转变是在断裂瞬间发生的,与疲劳力学条件无关。转变所引起的体积膨胀增强了裂纹闭合效应。相变诱发闭合是渗碳表层高碳区疲劳裂纹扩张行为的主要因素之一。     

大型渗碳齿轮圈热处理畸变与控制

大型齿轮圈是焊接重载齿轮的外圆工作部分，其结构见图1。由于缺少内部支撑，该齿轮圈在渗碳淬火热处理过程中会出现明显的尺寸和形状变化，而渗碳层的加工余量很小，给机械加工造成困难。笔者就生产现场中出现的热处理畸变及预防措施作必要的分析。     

钛表面辉光无氢渗碳动力学与耐蚀性能研究

采用辉光无氢渗碳方法,在工业纯钛TA2表面制备渗碳层,研究辉光无氢渗碳动力学以及渗碳试样在25℃、3.5% NaCl水溶液和25℃、80% H2SO4水溶液中的耐蚀性能。结果表明,渗碳层厚度随渗碳温度与时间的增加而增加,碳在渗碳层中的扩散系数与绝对温度之间符合Arrhenius关系式,扩散活化能为13.6kJ/mol(0.14eV)。渗碳试样在25℃ 3.5% NaCl、80% H2SO4水溶液中的腐蚀速率分别为0.00048mm/a、2.118mm/a,分别是Ti-0.2Pd的77%、50%,分别是TA2的13%、11%,耐蚀性能得到显著提高。