稀土镝对钨钼合金渗层的影响

利用等离子表面冶金技术对20钢进行W-Mo-Dy和W-Mo共渗。对合金渗层的硬度、金相组织、截面形貌、合金元素的分布和相结构进行检测和观察。结果表明:W-Mo-Dy共渗和W-Mo共渗合金渗层的表面硬度分别为347 HV0.05、294 HV0.05,合金层厚度分别为128μm、107μm,合金渗层与基体之间均存在反应扩散线,W-Mo-Dy共渗合金渗层组织较W-Mo共渗合金层组织晶粒细小,W-Mo-Dy共渗合金层基本相结构由(W、Mo、Dy)在Fe中固溶体、Dy2O3和少量的DyFe10Mo2组成;W-Mo共渗合金层共渗层基本结构为(W、Mo)在Fe中固溶体组成。W-Mo-Dy共渗合金层表面的[W]当量为24.79%,W-Mo共渗合金层表面[W]当量为18.4%;稀土镝具有明显的促渗、改善合金渗层组织的作用。     

45钢激光氮合金化涂层的组织性能及工艺优化

利用激光合金化技术在45钢表面制备了氮合金化层,并采用正交试验法优化了合金化工艺参数,采用OM、XRD、显微硬度计和摩擦磨损试验机等手段研究了优化工艺处理后的合金化层的组织及性能。结果表明,随激光功率和扫描速度增大,合金化层硬度呈先增后降的趋势,在1.0 kW和500 mm·min^-1时硬度分别达到最大值782 HV0.3和725 HV0.3,随着搭接率的增加,合金化层硬度逐渐下降,其最优工艺为:激光功率1.0 kW、扫描速度500 mm/min和搭接率30%;经最优工艺处理后的合金化区组织由γ-(Fe,N)、γ-(Fe,C)、针状马氏体、γ′(Fe₄N)、ε(Fe₂N)以及Fe₃C等固溶体和化合物组成,以柱状晶和胞状晶为主,厚度约为120 μm,平均硬度约为816 HV0.3,热影响区组织由少量针状马氏体以及残留奥氏体等组成,厚度约为200 μm,硬度由768 HV0.3到242 HV0.3呈梯度分布;合金化层的摩擦因数约为0.4827,磨损率为8.218×10^-15 m³·N^-1·m^-1。     

45钢表面激光碳合金化层的组织与性能

利用激光合金化技术在45钢表面制备了碳合金化层,借助OM、XRD和显微硬度计等研究了最佳工艺下合金化层的组织和性能,并与利用传统气体渗碳技术制备渗碳层的结果进行了对比。结果表明:影响合金化层硬度的主次顺序为激光功率>搭接率>扫描速度;随着激光功率、扫描速度、搭接率的增大,合金化层的硬度均呈先增后减的趋势;当激光功率为1.5 kW、扫描速度为500 mm/min、搭接率为40%时,合金化层硬度最高,其厚度为600 μm,组织由针状马氏体、碳化物(M₇C₃、Fe₃C)以及少量残留奥氏体组成,平均硬度约为617 HV0.3,热影响区厚度为400 μm,组织为马氏体以及残留奥氏体,平均硬度约为432 HV0.3,基体组织由铁素体和珠光体组成,硬度约为201 HV0.3;与传统气体渗碳工艺相比,激光碳合金化具有组织细小、高效、绿色环保等优势,是未来一个重要的发展方向。     

无限冷激铸铁表面等离子束合金化强化研究

利用优化的等离子束工艺参数对无限冷激铸铁表面进行合金化强化处理,并经650℃高温回火处理,获得高硬度、耐磨的合金化层组织.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计对等离子束合金化层进行分析,并对摩擦磨损性能进行了分析.试验结果表明,合金化层与基体之间实现了冶金结合,并形成了以莱氏体、马氏体、碳化物为主的显微组织,合金化层的细晶强化和回火弥散析出强化等强化作用,使显微硬度高达1200 HV0.2,合金化加回火处理后的耐磨性相对于基体提高了大约2倍.     

网状双阴极法纯钛表面无氢渗碳的研究

采用网状双阴极法对纯钛表面进行离子无氢渗碳,在纯钛表面形成冶金结合的高硬度合金渗层;硬度检测表明纯钛表面硬度可达1050HK,合金渗层硬度呈梯度分布;辉光放电光电子谱仪(GDS)渗层成分检测结果表明表面含碳量可达29．8％,合金渗层的碳含量也呈梯度分布;划痕试验显示渗层与基体结合好、无剥离现象。     

M2高速钢激光表面钴合金化的研究

研究了Ｍ２高速钢激光表面Ｃｏ合金化的组织和性能。着重分析了激光工艺参数对合金化层中Ｃｏ浓度的影响。结果表明，采用激光表面合金化，可使Ｍ２高速钢表面Ｃｏ浓度在２％－５％。合金化层听Ｃｏ浓度主要与激光扫描速度和预沉积的Ｃｏ的厚度有关。退火态的Ｍ２高速钢在激光Ｃｏ合金化后，硬度可达８００ＨＶ。经淬火回火处理后，硬度可达１１５０ＨＶ，明显高于未进Ｃｏ合金化的Ｍ２高速钢。     

65Mn钢渗硼层的微观组织、硬度及生长动力学

采用固体渗硼工艺对65Mn钢进行渗硼处理,并借助光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针及维氏硬度计等手段系统研究了渗硼温度(800~1000 ℃)和渗硼保温时间(2~8 h)对65Mn钢渗硼层厚度、微观组织和硬度的影响规律以及渗硼层的生长动力学。结果表明,随着渗硼温度的升高或渗硼时间的延长,渗硼层的厚度不断增大,但当渗硼温度超过900 ℃时,渗硼层中黑色孔洞的数量、大小以及距离渗硼层表面的深度都逐渐增大。65Mn钢渗硼层都由Fe₂B柱状晶,以及位于Fe₂B柱状晶生长前沿及晶粒间的Fe₃(B,C)相、二元铁硅化合物和三元铁碳硅化合物组成,其维氏硬度(800~1590 HV0.05)远大于65Mn钢基体的硬度(238 HV0.05)。由于硬度较低的Fe₃(B,C)相和富硅相分布于高硬度的Fe₂B柱状晶晶粒之间,导致渗硼层的硬度并不随离渗硼层表面距离的增加而单调减小。渗硼层厚度的平方与渗硼时间呈线性关系,B原子在65Mn钢渗硼层中的扩散激活能为220.96 kJ/mol。     

熔渣法处理金属表面合金层性能研究

本文提出“熔渣法”概念,并在对其工艺进行研究的基础上,分析了经熔渣法处理后金属表面合金层的化学成分、组织结构、显微硬度和金属的耐磨性。研究结果表明,熔渣法是一种改善金属表面性能的经济、合理、有效的方法。金属经熔渣法处理后,在工业纯铁表面形成Fe-V固溶体,该合金层具有生长快、耐硝酸腐蚀等性能;在T10工具铜表面形成γ相VC_(0.8)合金层,硬度为HV 2200,提高4.3倍;45钢的耐磨性提高15.6倍。     

AISI 410钢膏剂渗硼工艺渗层的组织与性能

通过膏剂渗硼工艺对AISI 410钢进行表面强化,分析了渗硼层的组织形貌,并测试了其硬度、耐磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明,渗硼层主要由FeB、Fe₂B相组成,渗硼层/母材的结合界面较平坦;渗硼层外渗区硬度达1400 HV0.5以上,内渗区硬度达1100 HV0.5以上;渗硼处理后试样表面摩擦因数和截面磨痕面积显著减小,耐磨损性能得到改善;在电化学腐蚀试验中,渗硼试样自腐蚀电位大于母材试样、自腐蚀电流密度小于母材试样,说明渗硼处理降低了AISI 410钢表面的腐蚀倾向,其表面耐蚀性得到提高。     

室温盐液渗硫

介绍了室温盐液渗硫新工艺，采用SBR系列硫化液对淬火45钢表面进行了室温硫化处理，借助SEM、EDAX和XRD研究了渗硫层的结构和形貌，分析了渗硫层显微硬度的分布。结果表明，室浊盐液渗硫层呈片状结构，主要由FeS相组成，其硬度仅为63HV；适当调整硫化盐液浓度将有利于提高渗速，一般经（0.5-1)h处理可获得10μm左右厚度的渗硫层。     

H13钢RE-N-C-S-V-Nb多元共渗层的组织与性能

采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析及显微硬度测试手段,对H13钢RE-N-C-S-V-Nb共渗层进行了研究。结果表明,共渗层主要由NbN、VN、NbC、FeS、V8C7等相构成;共渗层厚度达100～120μm,其组织致密且连续性好,显微硬度高达1350 HV0.1,硬度的梯度分布比较平缓。     

Microstructure of electroplated hard chromium coatings after plasma nitrocarburizing

Plasma nitrocarburizing was carried out on the hard chromium coating deposited on SM45C mild carbon steel substrate by electroplating. After plasma nitrocarburizing at 720 °C for 20 h, a 6–7-μm-thick nitride layer consisting of CrN and Cr₂N was formed on the surface of Cr coating with the microhardness of about 950–1100 HV0.1. Due to the effect of annealing caused by plasma nitrocarburizing process at higher temperature and the Cr being a strong carbide-forming element, the carbon in steel substrate diffused outward into the Cr coating and reacted with Cr forming Cr carbide interface layer between the Cr electroplating and substrate. The nitrogen going into the microcracks and the volume increase accompanied by Cr nitride and carbide formation would cause the microcracks inherent to hard chromium plating disappear and improve its corrosion resistance. The microstructures of nitride and carbide layers were studied using X-ray diffraction and cross-sectional transmission electron microscopy.     

45钢激光合金化铬钼硼组织结构及耐磨性研究

为了改善45钢表面的耐磨性能,采用CO2激光束在45钢表面进行铬钼硼合金化,以获得高耐磨性的合金复合涂层。利用SEM,XRD,EDS,HVS-1000显微维氏硬度计,MMS-2A型屏显式摩擦磨损试验机,对涂层组织结构与耐磨性进行了分析。结果表明,胞状晶是主要的合金层组织,并在胞状晶上弥散分布着通过原位合成而形成的高硬度合金碳化物,其中,合金层显微硬度最大值为860 HV,是基材的近3倍,其平均耐磨性也是基材的近3倍。     

Ni60合金粉末炉内重熔工艺及耐磨性研究

目的 获得45钢表面重熔Ni60粉末的最佳重熔工艺,以期提高涂层的耐磨性能.方法 在Ni60合金粉末中加入A型、B型两种胶,滴入适量酒精,制作Ni60预制涂层;采用预粘接法+炉内重熔二步法工艺,在45钢表面重熔镍基合金涂层,通过金相组织实验、显微硬度实验,分别研究重熔温度对所得试样基体至涂层组织形貌和显微硬度的影响,讨论温度对所获试样基体至涂层组织与耐磨性的影响.结果 重熔温度达到1000℃、1100℃时,基体与涂层形成机械咬合的组织形态;1200℃时,基体与涂层形成机械咬合与冶金结合相结合的组织形态,涂层中硬化相数量增多,大小、分布均匀,缺陷最少.1100℃重熔所得涂层的平均显微硬度最高,达到496 HV;1200℃重熔所得试样分界线处的平均显微硬度最好,达到389.7HV,且该温度下所得试样的硬度曲线分布最有规律.结论 45钢基体表面重熔Ni60合金粉末,重熔温度为1200℃时,可有效改善涂层与基体的结合方式,获得机械结合与冶金结合的组织形态;此温度下,涂层组织均匀、细密,试样硬度分布有规律、波动不大,耐磨性最好.     

AISI316L不锈钢等离子氮碳共渗层的表征

奥氏体不锈钢通过等离子氮碳共渗可显著提高其表面硬度,从而提高耐磨性而又不损害其抗腐蚀性能。本文采用光学显微镜、显微硬度和微磨损试验对经于450℃等离子氮碳共渗的AISI316L不锈钢和所获得的渗层进行了表征。结果证明,等离子氮碳共渗层由氮化铬析出相和富氮奥氏体基体组成,其硬度约850HV;渗层总深度平均约为45μm,且很均匀;渗层的耐磨性大大高于基体。     

Laser alloying of aluminium alloys with chromium

The microstructure and corrosion resistance of laser-alloyed aluminium and ANSI 7175 aluminium alloy with chromium were investigated. Surface layers alloyed with chromium contain relatively large amounts of intermetallic compounds dispersed in a matrix of -Al. The intermetallic compound particles present needle-like morphologies, organized in a dense network or distributed radially. Al₇Cr, Al₁₁Cr₂ and -Al phases have been identified by X-ray diffraction. The alloyed layers may contain cracks, pores, inclusions and undissolved chromium particles, depending on the chromium concentration and the particle size. However, homogeneous layers were produced by a two-step process, consisting of laser alloying followed by remelting. The second treatment eliminates porosity and refines the structure. The hardness attains a Vickers hardness of 155 HV in chromium-alloyed aluminium and exceeds 300 HV in chromium-alloyed 7175. The corrosion behaviour of the above alloys was assessed using anodic polarization techniques. Laser alloying of aluminium and 7175 with chromium improves the pitting corrosion resistance of the alloys. The effect depends on the chromium content of the alloyed layers and is more significant in 7175 alloy.     

碳含量及合金元素对低温盐浴渗铬层的影响

以45钢、T10钢及3Cr2W8V钢为例,使用OM、SEM等方法,研究了碳以及合金元素含量对低温盐浴渗铬层的影响.结果表明,钢的碳含量在低温盐浴渗铬过程中起到了促进作用,能增加渗铬层的深度,提高渗层的显微硬度和铬浓度,T10钢表面铬浓度为85.4％,45钢为81.3％,T10钢表面硬度为1 380 HV,45钢为1 290 HV;而合金元素则起到了阻碍作用,减少了渗铬层的深度,渗层的显微硬度和铬浓度均有所下降,3Cr2W8V钢表面硬度为1 280 HV,表面铬浓度为76.3％.     

Ni-P-SiC(纳米)复合镀层的滑动磨损特性

利用化学镀方法制备了Ni-P-SiC(纳米)复合镀层,研究了镀液中纳米SiC微粒含量对复合镀层硬度的影响,在MPX-2000型摩擦磨损试验机上进行了复合镀层与45钢配对的滑动磨损试验,用扫描电镜观察了磨损面的形貌.结果表明,镀层中纳米SiC微粒的存在使复合镀层的硬度显著提高,为1000～1100 HV0.025,退火处理后硬度可达到1650 HV0.025.200～400 N负荷下的摩擦系数基本保持稳定,而磨损质量损失随载荷的增加而小幅增加.与微米SiC复合镀层相比,纳米复合镀层的耐磨性也有明显改善,其磨损机理主要为轻微擦伤.     

Wear Properties of Plasma Nitrided H13 Steel at Room and Elevated Temperature

H13 steel was nitrided using a plasma surface alloying technique at the temperature of 570℃.The nitrided layers with different thicknesses and components were obtained by changing nitriding pressure.The microstructure and composition of the nitrided layers were evaluated by optical microscopy(OM)and X-ray diffraction(XRD).The wear properties of the nitrided layer against Al2O3 ball at room temperature using a ball-on-disc tribometer and against Si3N4 ball at elevated temperature using a HT-2001 abrasive wear test machine were investigated.The results show that the nitrided layers are composed of compound layer and diffusion layer at the pressure of 100 and 450 Pa.No obvious compound layer appears at pressure of 200 and 300 Pa.XRD analysis shows the nitrided layers are mainly composed ofε-Fe2-3N,γ’-Fe4N,α-Fe,Fe2O3 and Fe3O4 phases.The surface hardness of plasma nitrided H13 steel is about 1100HV0.050 doubled that of substrate.The room temperature friction coefficient of H13 steel is reduced and wear rate is decreased by nitriding at 200 and 300 Pa.Elevated temperature wear test indicates the nitrided H13 steel at the pressure of 100 Pa shows lower friction coefficient and wear rate which are reduced more than 6 times compared with that of H13 substrate.     

45#钢表面激光合金化NiCr-Al2O3涂层的组织及耐磨性能研究

目的提高平模制粒机中平模的耐磨性能。方法采用激光合金化技术在45#钢表面制备不同比例混合的NiCr-Al_2O_3合金化层。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及附带的能谱仪(EDS)分析了合金化层的物相组成和显微组织,用FM-700自动显微硬度仪测量合金化层的硬度变化规律,用屏显式磨损试验机研究测试了合金化层的耐磨性能。结果合金化层主要由马氏体组成,且弥散分布着不同数量的未熔Al_2O_3颗粒,热影响区由马氏体和残余奥氏体组成。激光合金化层的主要物相为奥氏体和马氏体,Al_2O_3含量越多,马氏体相越多,而奥氏体相越少。合金化层的厚度约为0.9 mm,表面硬度大约是基材的2.4倍,表面耐磨性是基材的6倍以上。在一定范围内,合金化层中Al_2O_3颗粒的含量越高,平均显微硬度越大且更加均匀,耐磨性越好。热影响区的硬度变化均匀,起到了很好的过渡作用。磨损机理主要是犁削磨损,Al_2O_3颗粒的存在可以减少磨粒对基体的犁削作用。结论在45#钢表面激光合金化NiCr-Al_2O_3混合涂层可以有效提高基体表面的硬度和耐磨性,Al_2O_3颗粒含量达30%时可以获得高硬度、高耐磨性且均匀的合金化层。