渗氮工艺对1Gr18Ni9Ti不锈钢表面耐蚀性的影响

通过对渗氮工艺处理后1Cr18Ni9Ti钢的组织观察及力学性能测量,研究了1Cr18Ni9Ti钢的渗氮层组织及性能与渗氮温度的关系。研究结果表明:未经过渗氮处理的1Cr18Ni9Ti钢主要相成分是α-Fe相,在300℃温度下渗氮处理后的物相主要有α′N、γ′-Fe4N及ε-Fe3C相,其中γ′-Fe4N相的含量较少,在350℃和400℃温度下渗氮处理后的物相主要有α′N、γ′-Fe4N、ε-Fe3C及Cr N相。经过渗氮处理后,钢表面的硬度有明显提升,硬度值随着渗氮温度的降低而减小。在300℃温度下渗氮处理可以一定程度上提升1Cr18Ni9Ti钢的耐蚀性。     

Ni含量对淬回火态40CrNiMo钢显微组织和力学性能的影响

使用直读光谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪和力学试验设备,研究了Ni含量对淬回火态40CrNiMo钢的显微组织、残留奥氏体含量、硬度、室温抗拉强度和室温冲击性能的影响。结果表明,随着Ni含量从1.346%增加至1.618%,40CrNiMo钢的显微组织、残留奥氏体含量无明显变化,但α-Fe的晶格畸变增大;在不同回火温度下,试验钢的硬度均提高5~10 HV;450 ℃回火的高Ni含量钢的抗拉强度比低Ni含量钢高78 MPa,抗拉强度的提高幅度则随着回火温度的升高而减小;然而在残留奥氏体含量几乎不变的条件下,Ni含量增加反而会使450、500 ℃回火后钢的冲击吸收能量降低约50%。     

20Cr11MoVNbNB钢回火过程的原子扩散控制

研究了淬火20CrllMoVNbNB钢在室温-750℃不同温度回火0.5—100h后的硬度相析出变化,析出相中合金元素含量变化以及回火激活能等,证明在低于400℃时,该钢的回火过程受C原子在α-Fe中扩散所控制;在高于400℃时,回火过程受合金元素Cr(以及Mo,V)在α-Fe中扩散所控制     

316L不锈钢吹氮合金化

在实验室环境下,建立了316L不锈钢在AOD(氩氧脱碳精炼)冶炼过程中氮气溶解行为的热力学模型和动力学模型,使用Al2O3坩埚和硅钼棒电炉研究吹氮流量、钢液温度及后吹Ar流量对0.8 kg 316L奥氏体不锈钢钢液中氮含量的影响。结果表明:恒氮气分压条件下,不锈钢熔体中的增氮速率与吹氮流量呈正相关的关系;恒吹氮流量条件下,钢液中增氮速度与钢液温度无关,钢液温度与钢液中氮的溶解度呈负相关的关系;恒钢液温度条件下,不同的氮氩比对达到各自饱和状态的时间没有影响,氮气流量是影响增氮效果的主要因素。后期随吹氩流量的增加钢中氮含量下降速度愈明显。     

奥氏体不锈钢VOD冶炼过程中氮行为的研究

建立了VOD精炼过程中氮行为的动力学模型,并进行了316L不锈钢控氮的实验室的热模拟试验。实验结果表明:钢中氮溶解度随氮分压的增大而增大,随温度降低而增大。渗氮速率随吹氮流量、氮分压增加而增大;初始氮含量越大,渗氮速率越小;温度对于渗氮速率影响较小。钢中氮含量随吹氩时间、吹氩流量增加而降低;吹氩流量越大,脱氮速率越大。     

SOLUBILITIES OF Ce, Nd AND Y IN α-Fe

用电子探针定量分析法测定了Ce、Nd和Y在873到1153K之间在α-Fe中的溶解度,从而获得溶解度与温度的关系式 用x射线衍射法测定样品的点阵常数,用正电子湮没法测定Doppler线形参数S以及合金的矫顽力,用这三者与合金中稀土元素含量的关系确定稀土元素在α-Fe中溶解度的几个实验点。对上述电子探针测定的结果进行校核,其一致性令人十分满意     

Ce,Nd和Y在α—Fe中的溶解度

用电子探针定量分析法测定了Ce、Nd和Y在873到1153K之间在α-Fe中的溶解度,从而获得溶解度与温度的关系式用x射线衍射法测定样品的点阵常数,用正电子湮没法测定Doppler线形参数S以及合金的矫顽力,用这三者与合金中稀土元素含量的关系确定稀土元素在α-Fe中溶解度的几个实验点。对上述电子探针测定的结果进行校核,其一致性令人十分满意     

αFe-N体系的统计热力学分析

借助统计热力学方法和正规溶液模型法估计了在αFe-N体系中氮原子与其周围最近邻氮原子之间的相互作用。两种方法估计的N—N相互作用都为排斥力,且随温度变化而变化。还估计了不同温度下EN-Fe、EFo-Fe等参数。氮的加入改变了铁晶体的晶格参数,使铁原子与铁原子之间的键能发生了改变。氮在α-Fe晶体的晶格中的分布接近于随机。     

钒微合金化钢中碳氮化钒固溶度积研究

采用钢液中添加钒铁底吹氮气的方法制备了V-N微合金化高强度钢,检测了不同底吹条件下钢中氮含量,并结合热力学计算研究了底吹氮气对钢中碳氮化钒固溶度积的影响。结果表明,钢中氮含量随底吹时间的增加而增大,4次熔炼实验所得钢锭中平均氮含量分别为0.024 7%、0.021 3%、0.012 7%和0.002 4%;高温下,氮含量高时碳氮化钒主要以富N的氮化钒形式析出,而低温下,氮含量低时主要以富C的碳化钒形式析出;碳氮化钒在钢中固溶度积随温度的升高而增大,随钢中氮含量的增加而减小;对不同氮含量的碳氮化钒固溶度积曲线拟合,得到了0.06%V~0.22%C-N钢中碳氮化钒固溶度积随温度变化的函数关系式。     

含水率对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响

采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法研究了接地网材料Q235钢在10%~50%含水率条件下埋置15 d的腐蚀行为。结果表明,土壤含水率对Q235钢腐蚀行为影响显著,随含水率的增加,腐蚀速率呈现先快后慢的趋势;低含水率(10%)时,Q235钢发生全面腐蚀;随含水率升高,腐蚀形态由全面腐蚀转化为不均匀腐蚀,当含水率为30%时,腐蚀速率达到最大。对腐蚀锈层进行XRD分析,腐蚀产物主要是α-Fe OOH、γ-Fe OOH、Fe3O4和Fe2O3,与实际土壤腐蚀产物一致,针状的α-Fe OOH所占比例较大。     

纳米化3J33钢稀土氮碳共渗生成相第一性原理表征

通过稀土化学热处理和第一性原理计算方法研究了纳米化3J33钢在500℃脉冲等离子体稀土氮碳共渗4h时共渗层的相结构和硬度分布以及共渗相的性质.结果表明,共渗层由厚度约5μm的化合物层和90μm的扩散层组成;共渗相主要由γ′-Fe4N和含碳氮的α′-Fe相组成;与纳米化的3J33钢相比,渗层表面硬度提高约1倍,基体时效后硬度也有所提高.计算结果表明,在共渗过程中γ′-Fe4N相较α′-Fe相更容易形成,但α′-Fe相更加稳定;γ′-Fe4N相的硬度高于α′-Fe相的硬度的主要原因是γ′-Fe4N相的N-Fe键较α′-Fe相的C-Fe键更强;此外,γ′-Fe4N相的体模量与剪切模量的比值大于1.75,因此该相具有延性.     

退火温度对ECAP变形高氮奥氏体不锈钢力学性能的影响

为研究等通道转角挤压(ECAP)+退火对高氮钢力学行为的影响,室温条件下对高氮钢进行1道次ECAP变形,之后分别在700、800、850、900 ℃下对不同N含量的试验钢进行退火处理,分析其力学性能变化规律。结果表明:高氮钢随着退火温度的升高,屈服强度和抗拉强度整体上呈下降的趋势,塑性随退火温度的升高而上升;不同状态高氮钢的抗拉强度与均匀延伸率之间都呈现了传统的强塑性之间的矛盾关系,随N含量的增加,呈现强度和均匀延伸率同步提高的趋势;高氮钢ECAP+低温退火后的拉伸断口呈现沿晶断裂形貌,随N含量的升高,沿晶断裂倾向更加明显。     

C422钢气体渗氮及其缺口敏感性

在氨气气氛下对C422 (22Cr12NiMoWV)钢进行两段式气体渗氮,并研究了渗氮层的显微组织结构以及渗氮后C422钢的室温及高温力学性能,评价渗氮对该钢缺口敏感性的影响。结果表明：C422钢的渗氮层具有三层结构：表层为主要由Fe₃N、Fe₄N和CrN构成的化合物层,中间层为致密的α-Fe(N)扩散层,内层为α-Fe(N)相扩散进入钢基体而形成的过渡层。与未渗氮试样相比,随着渗氮时间延长,有无缺口C422钢渗氮试样的室温、高温拉伸强度和伸长率单调下降,屈服强度先增大后减小。渗氮层的断裂模式为解理断裂的脆性断裂。气体渗氮导致C422钢的室温缺口敏感性增大,但对其高温缺口敏感性影响不大。     

40Cr钢液相等离子体电解氮碳共渗层的组织与性能

在NaCl溶液和甲酰胺组成的电解液中,应用液相等离子体电解氮碳共渗技术对调质态40Cr钢进行处理,表面得到氮碳共渗层,研究了其组织与性能。结果表明,经液相等离子体电解氮碳共渗处理后,试样表面为多孔形貌,处理10 min后渗层厚度可达38μm,渗层由两层白亮层和过渡层组成。XRD分析表明外白亮层由ε-Fe2-3N、Fe5C2、Fe3C和α-Fe(N)马氏体组成,SAED分析证明内白亮层为α-Fe(N)马氏体。渗层的显微硬度最高可达650 HV0.05,经氮碳共渗处理后试样的腐蚀速率远小于40Cr钢基体的腐蚀速率。     

激光熔覆-等离子渗氮制备高氮FeMnCrAl涂层的组织和性能

采用激光熔覆与等离子渗氮相结合的工艺在45钢表面制备了高氮FeMnCrAl涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)及硬度试验等方法研究了高氮FeMnCrAl涂层的显微组织、硬度和耐磨损性能。结果表明,经渗氮处理的FeMnCrAl涂层主要由ξ-Fe2N、ε-Fe3N和Cr2N氮化物以及含氮α-Fe组成,其平均硬度高达1788 HV0.3,从而具有良好的耐磨性,磨损失重下降了约63%。     

高氮奥氏体中温转变过程的研究

研究含氮量在(2．6—2．7)％wt范围的过饱和高氮奥氏体225℃中温转变过程中发现，Fe—N中温转变与Fe-C系中温贝氏体转变有明显不同。高氮奥氏体在225℃等温时首先析出γ‘‘-Fe4N，γ-Fe（N）与γ‘‘-Fe4N的亚稳定组织，等温1-2h后在含氮量降低的奥氏体中形成α-Fe,8-10h后分解成α-Fe,8-10h后分解成（α-Fe γ‘‘-Fe4N）的两相稳定组织，显微硬度最高可达l100HV0．025。分解后的两相组织品粒细小，使衍射蜂宽化，扫描电镜观察以及X-ray衍射分析表明：分解产物随等温时间延长粗化不明显。     

3Cr13钢540℃等离子体氮碳共渗层的组织结构和性能表征

3Cr13钢540℃等离子体氮碳共渗4、8和16 h后,渗层厚度随时间增加逐渐增厚。共渗层组织由致密层、过渡层和白亮层组成,相组成主要为γ'-Fe_4N和α-Fe,硬度和耐蚀性显著提高。     

离子渗氮温度对DC53钢渗氮层组织和性能的影响

采用金相分析、X射线衍射分析、显微硬度测量、摩擦磨损试验和抗氧化性能试验等手段,研究了离子渗氮温度对DC53钢渗氮层组织和性能的影响。结果表明:随离子渗氮温度升高,渗氮层中的ε相(Fe3N)衍射峰逐渐降低,γ'相(Fe4N)衍射峰呈逐渐升高的趋势,α-Fe相衍射峰则显著降低。渗氮层厚度、硬度和耐磨性均不断增加,且从表面到基体随深度的增加,渗氮层呈平缓的硬度梯度分布。渗氮层厚度与渗氮温度满足表达式ξ~2=3.6×10~7·e~(-6855/T)·τ。这是由于在较高的离子渗氮温度下氮元素扩散系数增加并形成的大量氮化物引起的弥散强化作用所致。     

镀锌热冲压钢板成形过程中的裂纹产生及扩展

采用Gleeble热模拟机,利用扫描电镜SEM(附带EDS)及电子探针EPMA研究了镀锌热冲压钢变形过程中裂纹的产生原因和扩展机理。结果表明:镀锌热冲压钢板高于782℃成形时,易产生液态金属致脆断(LMIE)的裂纹。镀层主要由固态的α-Fe(Zn)和液态Zn组成。裂纹产生于α-Fe(Zn)和液相界面处,液态锌沿奥氏体晶界渗透并与基板不断产生α-Fe(Zn),裂纹沿α-Fe(Zn)和液相界面处不断扩展,导致基体发生脆断。为避免或减轻LMIE裂纹的出现,可控制奥氏体化工艺使镀层仅含固态的α-Fe(Zn)相或者使液态相远离基体,并采用较低的热成形温度。     

光照和暗黑条件对体育器械用Q235钢大气腐蚀行为的影响

对比分析了光照和暗黑条件下Q235钢腐蚀前后的质量变化,并对表面腐蚀产物的物相、表面腐蚀形貌和电化学性能进行了分析。结果表明,在相同的时间下,光照条件下Q235的腐蚀增重都要高于暗黑条件;随着腐蚀时间的延长,暗黑和光照条件下Q235钢的腐蚀失重都逐渐增加,在紫外光照条件下Q235钢的大气腐蚀速率明显要高于暗黑条件下的腐蚀速率;光照条件下Q235钢的表面腐蚀产物主要有α-Fe OOH、β-Fe OOH和γ-Fe OOH;而暗黑条件下的腐蚀产物主要为α-FeOOH和γ-Fe OOH;在相同的腐蚀暴露时间下,光照条件下Q235钢的耐腐蚀性低于暗黑条件下的耐腐蚀性。