金属及表面强化层氩弧重熔工艺研究进展

作为一种应用十分广泛的金属材料表面后处理工艺,氩弧重熔技术具有均匀金属材料的表层组织、减缓焊接接头的残余应力、改善金属基体与强化层之间的界面结合状态等优点,在一定程度上可以提高金属及表面强化层的性能.综述了氩弧重熔工艺的原理、特点及工艺参数(重熔电流、移动速度、氩气流量和电弧长度)对重熔效果的影响,着重介绍了氩弧重熔技术在金属表面(铸铁、钢和合金)及其表面强化层(涂层、热浸镀层、渗层和堆焊层)后处理过程中的应用进展.最后探讨了金属及表面强化层氩弧重熔工艺的发展方向:1)强化内在机理研究及界面反应状态研究;2)完善快速凝固理论和界面结构研究;3)提升强化层的结构设计与氩弧重熔工艺条件的契合度;4)加强相关的数值模拟研究.     

激光重熔渗硼层的耐磨性研究

利用激光重熔技术对以20钢和5CrNiMo钢为基的渗硼层进行了激光重熔处理,并对重熔前后其耐磨性和组织结构进行了分析.结果表明,激光重熔渗硼层表面的相对抗磨粒磨损性能提高了23%～142%,抗冲击磨损性能也得到改善.这种变化主要是通过改变渗硼层的形貌、消除FeB和渗层内的缺陷、改善界面结合强度、细化组织、适当降低表层硬度、提高表面断裂韧度、使硼原子得到重新分布以及产生众多合金相等方式改善表面耐磨性能,同时在过渡区获得的马氏体对材料表面起强烈支撑作用也有利于耐磨性能的改善.     

化学热处理渗层组织的研究方法

化学热处理是提高材料使用性能的有效途径之一,对其工艺性研究发展迅速。单就渗氮而言,有气体渗氮、离子渗氮、真空渗氮,以及复合共渗等。与工艺研究相比,组织研究显得不够普遍和深入。在组织研究方法上,多局限于常规金相、X光、电镜复型分析,近些年已有人用薄膜衍衬技术开始研究。为了利于在化学热处理后对渗层,尤其是对表层进行组织研究,根据作者的实践,     

渗硼层中夹缝组织的研究

对渗硼层中的夹缝组织进行了分析研究。结果表明：夹缝组织是渗硼层中的反常组织，硬度在３７０－５３０ＨＶ之间；主要成分为Ｆｅ，Ｓｉ，Ｃ，无Ｂ；相组成为ＦｅＳｉＣ，Ｆｅ３Ｓｉ和ＦｅＳｉ。对夹缝组织的形成原因进行了讨论。     

渗铜法制备抗菌不锈钢渗层工艺的研究

使用自制的渗铜剂在奥氏体不锈钢 0Cr18Ni9表面获得≥ 5 0 μm深度的抗菌层。研究了渗铜工艺对渗层的影响 ,获得了最佳热处理工艺为 90 0℃× 8h缓慢冷却。研究表明获得的渗层具有良好的抗菌性能。     

渗硼过程的稀土催渗与共渗研究进展

稀土元素及其化合物以其独特的理化特性被广泛用于材料科学领域。作为化学热处理的重要催渗剂、共渗剂的研究与应用也有十余年的历史，其中作为渗硼过程的催渗剂、共渗剂的研究就是重要的内容之一。稀土在我国的储量丰富，约占世界总储量的2／3左右，充分利用这一资源，发挥其独特的作用，提高渗硼乃至整个化学热处理的工艺水平和产品质量水平，已是广大材料热处理工作者所关注的课题，并取得了长足的进步，在理论研究和实际应用上，都显示了良好的前景。现仅对渗础过程中稀土的催渗与共渗研究状况作一简略的论述。1稀土对渗硼速度的影响许…     

机械能助Al-Zn-Cr共渗工艺及渗层组织

采用机械能助渗技术,在600℃温度下对20钢进行Al-Zn-Cr共渗试验。利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等仪器,分析合金元素铬对渗层组织共渗速率的影响,分析助渗时间对渗层组织的影响,测定铬在渗层中的分布,以及铬含量对渗层厚度的影响。结果表明:在机械能助Al-Zn-Cr共渗的研究中,铬含量的增加促进了渗层厚度的增加,而铬在渗层中分布相对均匀,无富集现象。在相同助渗时间下,铬含量的增加,促进了共渗速率的提高,促使渗层组织由单一的铁铝渗层组织转变为铁铝、铁锌多层渗层组织。在同一渗剂配比条件下,助渗时间的延长,促进Fe-Zn相形成,Fe-Al相减少。在助渗条件为600℃、3 h、5%Cr时,渗层为α-Fe(富锌)、Fe_3Zn_(10)、FeZn_7、FeAl等相组成的多层组织,而且相对致密;渗层兼顾抗氧化性和阴极保护作用。     

机械能助渗硅的研究

开发研究了机械能助渗硅工艺 ,将渗硅温度由常规工艺的 950～ 1 0 50℃降低到 480～ 540℃。用自己研制的渗硅剂 ,在540℃× 4h得到 60 μm的渗硅层。渗硅层表面硬度为 70 0HV0 .1 ,由外向里 ,逐渐降低到其基体硬度。渗硅层表面为Fe3Si相 ,组织致密 ,未发现明显的孔隙 ,能实现无孔渗硅 ,满足耐蚀性要求。渗硅层的硅含量 (质量分数 )为 1 8%左右 ,略高于常规工艺所得渗层的硅含量。机械能助渗硅的渗硅温度低 ,渗硅时间短 ,节能效果十分显著 ,产品质量明显提高 ,且设备投资少 ,原料来源广泛 ,成本低廉 ,将为渗硅在耐蚀性方面的应用提供广阔的前景。     

低真空超薄层碳氮共渗研究

介绍了低真空化学热处理多用炉及其工艺特征，讨论了低真空脉冲式碳氮共渗的试验研究结果，试验和应用表明，在７５０￣８４０℃进行低真空脉冲碳氮共渗，能够简便可靠地实现硬化层深度０．１￣０．３ｍｍ和表面硬度≥５８ＨＲＣ的超薄层高硬度碳氮共渗处理。     

钛铝基合金渗硅层结构及抗高温氧化性能初探

研究了钛铝基合金固体渗硅后的渗层结构、抗高温循环氧化性能。结果表明：钛铝基合金固体渗硅后表层形成主要由Ti5Si3、Al3O3和Al3Ti、TiSi2、Si构成的复合渗层，该复合渗硅层有效阻止了高温氧化过程的进行，显著提高了钛铝基合金的抗高温循环氧化能力。     

廉价渗硼剂及渗后工艺对渗硼层脆性的影响

本文探索了用两种廉价的固体渗硼剂,对45、40Cr钢作渗硼处理:渗后采用正火,淬火+低回,共晶化处理三种工艺。结果表明:硼酸、硼砂、石墨粉为主要成份的渗硼剂,具有良好渗速、易获得Fe_2B组织,有一定重复使用性能。渗硼后共晶化处理使“脆断脆性”和“剥落脆性”均有改善。     

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。     

气体渗氮催渗工艺研究

研究了催渗渗氮工艺以及所获得的组织与性能。生产实践证明，催渗渗氮能显著缩短渗氮周期，改善渗层质量。