固体渗碳对CuCoCrNiFe高熵合金组织和硬度的影响

采用固体渗碳法,对CuCoCrNiFe高熵合金进行850℃/5h的渗碳处理。采用SEM、EDS、EPMA、XRD分析了渗碳后试样的显微组织和相组成,并测量了试样的显微硬度。结果表明,经过渗碳处理后,合金上析出了大量碳化物。在表面附近,碳化物细小,十分密集。距离表面距离增加,碳化物分布密度下降,尺寸增大。试样表层硬度达到240HV,与基体相比有明显增加。     

奥氏体不锈钢镀纯铁、氟化处理后低温气体渗碳层的硬度和耐蚀性能

奥氏体不锈钢硬度低,使用寿命短,表面附着的钝化膜妨碍了其低温渗碳。采用电镀纯铁和氟化法对其表面进行处理,去除表面钝化膜后,500℃气体渗碳。结果表明:氟化处理比电镀纯铁去除钝化膜的效果好,2种前处理后低温气体渗碳层表面硬度均有明显提高,可满足构件硬度为600～800 HV的需求;渗碳层厚度均匀,耐蚀性略有提高。     

稀土渗碳对GCr15钢激光熔凝层摩擦行为的作用

为了提高在航空航天和民用等领域中广泛使用的GCr15钢的表面强度及耐磨性能,采用激光熔凝方法对GCr15钢表面稀土渗碳层进行改性处理,研究了稀土渗碳对激光熔凝改性层摩擦系数及磨损量的影响.结果表明:稀土渗碳使GCr15钢表面激光熔凝改性层的摩擦系数有所下降且在整个摩擦过程中波动较小,磨损失重为未经改性处理的基体材料失重的14%(质量分数);随着摩擦时滑动距离的增加及载荷的加大,稀土渗碳激光熔凝改性处理降低磨损失重的作用也显著增大;稀土渗碳层的磨损形式为犁沟磨损,而稀土渗碳激光熔凝处理的改性层则属于局部擦伤型;稀土渗碳在钢表面激光熔凝处理中的作用主要表现为细化晶粒、微合金化、净化和改善组织致密性.     

功能梯度Ti(C,N)基金属陶瓷制备技术

通过真空液相烧结制备出Ti(C,N)基金属陶瓷基体,并对基体表面进行双辉等离子渗碳处理。运用扫描电子显微镜(SEM) 、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)等分析手段对渗碳前后材料的显微组织形貌、成分分布以及物相组成进行分析。结果表明,双辉等离子渗碳后金属陶瓷表面富Ti、Mo、W、C、N元素,贫Ni。渗碳过程中表层高的碳活度驱使内部的Ti、Mo、W元素向外迁移,从而迫使Ni向内迁移。渗碳后,材料表层富硬质相,近表层富粘结相。渗碳处理使试样表层硬度得到提高,对横向断裂强度影响不大。     

提高钽耐蚀性的表面处理法

低碳钢的常规渗碳是在CH4C3H8或CO气中于900℃左右的高温下进行的.真空渗碳时气压为133.32Pa～2666.4Pa,钢件温度为950℃～1050℃.与常规渗碳法相比,真空渗碳干净且耗时短,但渗碳层深度不均匀,与被处理的部件同气流的相对位置有关.冷等离子体的放电随部件表面形状而改变,能克服真空渗碳法的上述缺点.在甲烷和氢气混合气体中对钢进行的等离子渗碳研究表明,等离子体渗碳层厚度均匀,硬度比其它方法的高.另外,等离子体能促进表面反应和渗碳气体的物质转换,处理时间比传统渗碳法减少一个数量级.     

医用锻造CoCrMo合金高温渗碳性能研究

采用高温气体渗碳技术,对医用锻造钴铬钼合金进行表面渗碳处理.考察了高温渗碳行为对钴铬钼合金性能的影响.运用XRD、显微硬度计和光学动/静态接触角仪等分析手段对渗碳层的物相组成、表面硬度及润湿性能进行分析及测量;利用球-盘摩擦实验在Tyrode’s 溶液润滑条件下对渗碳层的摩擦磨损性能进行测试.结果表明：医用锻造钴铬钼合金经高温渗碳处理后,形成致密的硬质化合物相Cr3C2,合金硬度较未处理试样明显升高,最高可达560 HV.与未处理合金试样相比,渗碳合金的亲水性及耐磨损性得到明显改善,耐磨损性提高近3 倍.     

304不锈钢表面纳米化层的组织和性能

采用表面机械研磨技术(SMAT)对304不锈钢进行表面纳米化处理,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、透射电镜和显微硬度仪对处理后的不锈钢表面层组织进行表征,并在不同温度下对表面纳米组织的热稳定性进行研究。结果显示,经过SMAT后,表面获得了约436μm厚度的变形层,表面晶粒尺寸约为80nm;在SMAT处理过程中发生了应变诱发马氏体相变;表层晶粒的细化能显著提高组织的显微硬度;当保温温度在550℃以下时,表层纳米组织具有良好的稳定性,当温度超过600℃时晶粒显著长大。     

真空(高温)渗碳的介绍

近二十多年来,气体渗碳的广泛采用使得热处理行业的面貌为之一新,并已在热处理工业中占据着重要的地位。可是它的最大缺点是处理周期较长,因而成本也较高。为此,六十年代初期,国外热处理界就注目于高温渗碳了。如所周知,提高渗碳温度可以缩短渗碳时间,但提高渗碳温度(如高于950～980℃),炉子的寿命就会大大降低,而且还可能引起钢的晶粒长大。对于后者,固然可以通过采用细晶粒钢(如添加铝及     

具有合理硬度梯度和组织分布的渗碳钢23CrNi3Mo的热处理冷却行为

利用Gleeble-1500热模拟机、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)对渗碳钢23CrNi3Mo的连续冷却相变规律以及等温转变规律进行了研究,并基于此,设计了一种新的热处理冷却工艺。研究结果表明,渗碳后试样以0.05℃/s和0.1℃/s的冷速连续冷却时,表面渗碳层为高碳马氏体组织,过渡区为高碳马氏体+下贝氏体的混合组织,基体为下贝氏体组织;渗碳试样外表面在高温段以较低的冷速(0.05~3℃/s)连续冷却时,碳化物沿晶界析出形成网状碳化物;无渗碳的实验钢的贝氏体等温转变温度范围为375~450℃。新的热处理冷却工艺为:试样在880℃保温完成后,采用快速冷却工艺,以冷速大于等于5℃/s进入贝氏体转变温度区,直接入450℃的盐浴炉,入炉后均温5~10min,在低温转变区即贝氏体转变温度区间,采用慢速冷却工艺,冷速小于等于0.1℃/s。获得的试样渗碳层深度为1.4mm,国外的阿特拉斯钎头渗碳层深度为1.2mm,两者基本相同,但前者硬度分布更加平缓;两者表面显微组织均为高碳马氏体组织,过渡区均为马氏体加下贝氏体组织,基体均为贝氏体组织。通过设计新的热处理冷却工艺,获得了与国外钎头相同水平的试样。     

AISI316奥氏体不锈钢低温渗碳层的组织及耐蚀性

为了提高奥氏体不锈钢的表面硬度并保持其良好的耐蚀性,采用自主开发的低温渗碳工艺对AISI316奥氏体不锈钢进行渗碳处理。运用金相显微镜和显微硬度计表征了渗碳强化层组织,通过电化学试验检测了渗碳强化层的耐蚀性。结果表明:渗碳温度越高,渗碳强化层表面硬度越高,耐蚀性越差;经过470℃低温渗碳处理的AISI316奥氏体不锈钢表面硬度从原来的300 HV0.25 N增加到800～1 000 HV0.25 N,有效硬化层达36.1μm,而其耐蚀性保持不变。     

离子渗碳时碳渗入的表观过程

研究了20钢和 T12钢在离子轰击条件下的渗碳和脱碳过程。研究结果表明,渗碳气氛的组成将影响整个渗碳过程。离子轰击作用下,无论是渗碳还是脱碳都表现为微小区域进行的过程,渗碳层的形成是微区增多、长大及相互连接的结果。     

SiO_2@Ag核壳粒子表面形貌及壳层厚度影响因素的研究

用溶胶-凝胶法制备单分散的亚微米二氧化硅,经表面巯基化改性后,采用自组装化学镀法在其表面包Ag,得到SiO2@Ag核壳复合粒子,研究还原剂的种类、浓度和反应温度对核壳结构SiO2@Ag亚微米颗粒形貌及表面Ag壳层厚度的影响规律。结果表明:还原剂的种类对SiO2@Ag核壳复合粒子表面形貌影响较大,还原性太弱很难在二氧化硅表面形成致密均匀的银层,还原性太强则容易形成散银;还原剂浓度增加使二氧化硅表面银颗粒的粒径增大,银壳层厚度增大,但是当还原剂浓度到达一定的值后,浓度对银粒径大小和银壳厚度的影响变弱;反应温度对SiO2@Ag核壳复合粒子表面形貌也有较大影响,0~30℃时,银粒子随温度升高尺寸变大,银壳厚度也相应增大,若温度继续增加到50℃后则开始出现散银,包覆效果变差。     

TiAl合金离子渗碳摩擦磨损性能研究

对TiAl合金进行离子渗碳处理以提高其耐磨性.利用摩擦磨损试验机对TiAl渗碳后的室温及600℃高温干摩擦磨损性能进行了研究,采用扫描电镜、能谱、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪等手段观察分析了磨痕的形貌和成分以及渗碳层组织与相结构.研究表明,TiAl合金经离子渗碳处理后形成一定厚度的含硬质Ti2A1C的渗碳层,其室温摩擦...     

低温镀铁层的微观结构和摩擦学性能

低温镀铁修复功能强大,其组成结构对机械零部件的摩擦学性能影响重大.为此,用直流低温方法制备了镀铁层;利用扫描电镜观测了镀铁层表面的超细晶粒形貌及断面形貌,用X射线能量色散谱仪对镀铁层进行了微区的成分分析;探讨了镀铁层微观组织形貌的形成机理;讨论了镀铁层中的表面形貌和组织结构与低温镀铁层摩擦性能的关系.结果表明,在低温下可获得晶粒细小的镀铁层;析氢则是造成镀铁层裂纹产生的直接原因,杂质和镀层的表面应力会加速裂纹的扩展;镀铁层的摩擦学性能比纯铁好.     

10T超导强磁场下低温中和法制备有序亚微米MnxOy的研究

利用XRD和TEM对无磁场和10T超导强磁场下低温中和法制备的试样进行了分析,结果表明:无磁场下,锰的沉淀物主要是锰的纳米氢氧化物;10T超导强磁场下,锰的沉淀物主要是锰的纳米水合氧化物.此外,10T超导强磁场对锰的纳米水合氧化物结晶度几乎没有影响.此外,对0T磁场和10T超导强磁场下制备试样在无磁场中进行经热处理后,利用XRD、SEM和Raman光谱分析仪对热处理试样进行了分析,结果表明:前者制备出了无序结构的亚微米MnxOy,后者制备出了有序结构的亚微米MnxOy,并且,有序亚微米MnxOy粒度分布更加均匀,但其活性却有所降低.     

纯铁及结构钢快速气体渗氮工艺及机理研究

研究了纯铁及38CrMoAlA钢分别在500℃、0~0.4MPa压力和510℃、0~0.5MPa压力条件下的氨气渗氮行为。提高渗氮压力可显著加速气体渗氮动力学过程,纯铁在500℃和0.4 MPa下气体渗氮处理5h后渗氮层厚度(1160μm)可同比达到常规渗氮层厚度(205μm)的5倍以上,而38CrMoAlA钢经510℃和0.5 MPa压力下渗氮5h后的渗氮层厚度(400μm)几乎与常规渗氮50h所得硬化层厚度(440μm)相当。同时,纯铁及38CrMoAlA钢渗氮层中ε-Fe2-3N与γ′-Fe4N的相比例、氮势及表层硬度均随压力的提高呈现先增加后降低的变化趋势。提出了一种合金结构钢表面高强高韧渗氮层快速复合制备工艺(增压渗氮+冷轧)。与一段式常规渗氮及增压渗氮工艺相比,复合工艺处理表层硬度及韧性均较优良,尤其高剪切应力磨损条件下复合处理表层的耐磨性能最优,在20~600℃热循环处理10~300次条件下复合处理表层的耐热疲劳性能最佳。研究了42CrMo钢在既定的渗氮周期内(6h)以NH3为介质,530℃及不同压力循环次数条件下的气体渗氮行为。在渗氮温度和总时间相同条件下,循环压力气体渗氮样品化合物层随压力循环次数的增加逐渐减薄,渗氮层整体厚度随压力循环次数的增加逐渐增加,同时渗氮表层韧性随压力循环次数的增加逐渐增强。     

高温碳化环境对镍－铬－铁基耐蚀耐热合金的组织和性能的作用

研究了镍－铬－铁基耐蚀耐热合金ＩＮＣＯＬＯＹ８００Ｈ的高温抗碳化性能。该合金经７００℃、８００℃和９００℃城市煤气环境中长期保持后，其外观明显变化，８００℃及９００℃样品外表层严重剥落，剥落层主要由石墨、碳及氧化铬组成。而次表层则为碳化铬、氧化铬、氧化铁等混合物组成。经碳化后合金的高温机械性能有明显变化，屈服强度因表层化合物的强化作用而升高，抗拉强度及伸长率则下降，碳化温度越高则降低越显著。     

Phase transformation in Cu2SnS3 (CTS) thin films through pre-treatment in sulfur atmosphere

In this study, Cu₂SnS₃ (CTS) thin films prepared by a two-step sulfurization process were characterized. Cu and Sn metallic layers were first deposited on glass substrates by sputtering and then annealed in-situ while in the sputtering chamber to obtain CuSn (CT) alloys. This was followed by a pre-treatment step at temperatures between 200 and 350 °C in presence of S vapors. Finally, a full sulfurization step was performed at 525 °C to obtain the desired CTS phase. CTS films were characterized using EDX, XRD, Raman spectroscopy, SEM, optical transmission and Van der Pauw methods. It was found that all CTS samples had Cu-poor chemical composition. XRD data revealed only diffraction peaks belonging to CTS structure after the full sulfurization step. Raman spectra of the samples showed that except for the CTS sample pre-treated at 250 °C (CTS-250), which displayed the tetragonal crystal system, the films were dominated by the monoclinic structure. SEM surface images showed dense and polycrystalline microstructure, CTS-200 sample exhibiting a more uniform morphology. Optical band gap values were found to be ranging from 0.92 to 1.19 eV. All samples showed p-type conductivity but the sample pre-treated at 350 °C had higher resistivity and lower carrier concentration values. Overall, the CTS layer prepared using the pre-treatment step at 200 °C exhibited more promising structural and optical properties for potential photovoltaic applications. This work demonstrated that it is possible to change the crystal structure of sulfurized CTS thin films through a pre-treatment step.

     

Residual stresses in iron after nitriding,carburizing, and boriding

Residual stresses in surface layers of technical-purity iron and 1Cr13 and C12 steels after nitriding, carburizing, and boriding were studied. It was established that the magnitude and character of residual stresses depsnds largely on the composition of the steel, case-hardening treatment conditions, and subsequent heat treatment. The possibility was demonstrated of mixed surface saturation of technical grade iron with carbon and boron under conditions ensuring the formation of very hard surface layers strongly adhering to the substrate metal.