A3钢表面渗铬渗碳及碳化物的分析研究

铬是中强碳化物形成元素 ,极易与碳形成硬度高、耐磨性好的铬碳化物 ,且铬在α Ｆｅ铁中无限互溶 ,可获得较高的铬含量及配以较高的碳含量 ,从而获得大量的高铬高碳组织。这种高铬高碳组织 ,被广泛地应用于各种要求耐磨损的地方。但由于这种钢中 ,存在大量的铬的共晶莱氏体组织 ,这种组织是硬脆相 ,粗大 ,分布不均匀 ,用热处理方法不能消除 ,只能用锻造的方法予以改善。而且锻造工艺复杂 ,如控制不好将会生裂纹。本研究课题是在Ａ3钢试样表面利用双层辉光离子渗金属技术[1] ,首先形成较高含铬量的表面合金化层 ,然后进行双层辉光离子渗碳 ,…     

50#钢表面激光熔覆不锈钢粉的研究

本文研究了在50^#钢表面激光熔覆KF－120不锈钢粉的工艺，得到了无裂纹、无气孔、组织致密的激光熔覆层。显微组织观察和显微硬度测试表明熔覆层具有很好的耐腐蚀性能和高的硬度。当激光功率为1.6和1.8kW时，熔覆层硬度高达730Hv左右，与基体分界面清晰，而当激光功率为2．0和2．2KW时，硬度分别降为680和650Hv左右，与基体之间无明显的分界面。这两种情况分别适用于不同的应用场合。     

工艺参数对马氏体不锈钢激光冲击区表面轮廓的影响

激光功率密度和搭接率对马氏体不锈钢的激光冲击区的表面轮廓有较大影响.激光功率密度从3.79 GW/cm2到7.25 GW/cm2,冲击区塑性变形程度随功率密度增大而增大,当激光功率密度为6.09 GW/cm2时,冲击区塑性变形程度适中,其残余应力平均值达-569.1 MPa.搭接率试验结果表明,搭接率为33%时,可获得较大面积无挤出的激光冲击区,无挤出区域的塑性均匀,变形深度波动幅度在2μm以内,而且此搭接率下冲击区挤出面积较小,分布具有规律,便于再次冲击以降低冲击区的表面波纹度.     

渗碳淬火零件表面激光合金化后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光合金化处理.设计了激光合金化处理的工艺参数,获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的合金化层.研究了渗碳淬火层激光合金化处理后的组织特性和显微硬度.结果表明,预置TH-2A型C-Si-B-RE合金化涂层的激光合金化能够显著地改善材料组织,显微硬度可达HV0.21150.研究还发现,激光处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究表明,采用合适的材料设计和工艺参数,激光合金化可以有效地强化渗碳淬火零件.进一步为激光熔覆修复渗碳淬火零件提供了基础资料.     

渗碳淬火零件表面激光熔凝后的组织特性研究

采用3000W CO2激光器对12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行了激光熔凝处理.设计了激光熔凝处理的工艺参数,获得了表面光洁、成形良好的硬化层.研究了渗碳淬火层经激光熔凝处理后的组织特性与显微硬度分布.结果表明,预置TH-1型增强激光吸收涂料的激光熔凝处理能够显著的改善组织,显微硬度可达HV0.21100.研究还发现,激光熔凝处理后的零件表层与内部没有任何裂纹出现.研究结果为激光表面处理修复或强化渗碳淬火零件提供了基础资料.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢激光快速熔凝处理与表面合金化

为提高奥氏体不锈钢在介质中耐晶间腐蚀能力，利用激光快速熔凝处理和用Nb激光表面合金化等手段改变了1Cr18Ni9Ti不锈钢的组织结构，使其耐腐蚀的能力明显增强。在用Nb激光表面合金化的部分样品中，还发现了无序结构。     

不锈钢表面亚磷酸三甲脂低温等离子体聚合膜的制备和表面特性的试验研究

采用射频等离子体聚合的方法在317L型不锈钢表面形成一层亚磷酸三甲脂等离子体聚合膜。利用红外光谱法（FFtR）、扫描电镜（SEM）对该聚合膜进行了化学成分和表面形貌的分析。利用接触角测试仪分析该聚合膜的亲水性。结果发现亚磷酸三甲脂等离子体聚合膜可以明显改善不锈钢表面的亲水性。     

不锈钢表面热喷涂陶瓷层经激光处理的显微结构研究

不锈钢表面热喷涂陶瓷层经激光处理的显微结构研究吴秋红，贺连龙，李斗星，陶曾义，崔嵬，叶恒强（中国科学院金属研究所固体原子像实验室，沈阳１１００１５）（华中理工大学机械二系）材料表面陶瓷涂层被广泛地用于提高耐磨和开成热阻挡层。等离子喷涂和热喷涂是获得材...     

离子渗W,Mo层渗碳后碳化物的研究

等离子表面冶金高速纲,是采用双层辉光离子渗金属技术,首先在低碳钢表面形成含W、Mo的合金层,随后进行渗碳处理,使表面合金层接近高速钢成分,这种固态双渗表面冶金高速钢新技术,由于其形成高速钢的机理与冶金高速钢不同,故有必要搞清渗层中碳化物的组织形态、晶体结构、位向关系,这样将有助于合金层性能的提高.然而由于获取这种表面冶金高速钢表层组织及成分结构比较困难,所以,我们采用薄片平板渗金属及渗碳的方法以制取与表面成分相近均匀的合金层试片.     

In-situ plasma cleaning of stainless steel III-V MOCVD growth systems

A plasma enhanced, in-situ, dry etching process for the cleaning of stainless steel III-V Metal Organic Chemical Vapor Deposition growth systems was investigated as a function of etchant gas, flow rate, electrode configuration, power density and plasma frequency. The plasma enhanced etching process was investigated using Ar, CH₄ (5% in H₂), CCl₂F₂ (Freon 12)/Ar and Cl₂/Ar plasmas with flows varying from 5 to 25 seem. The plasma was excited using three electrode configurations, and two radio frequency generators (90–460 KHz and 13.56 MHz), singly and in combination. The plasma power was varied over the range from 200 to 700 Watts (∼0.2W/cm² – 0.7W/cm²). The etching rates of GaAs, InP, As, and Mo were measured using a weight difference method. The Cl₂/Ar plasmas exhibited etching rates typically 5 to 10 times greater than that of CCl₂F₂ plasmas, which in turn is several times greater than that of the other etchant gases investigated. At 400 W, elemental As etch rates, as high as ∼180μm/hr and ∼20μm/hr were achieved using Cl₂ and CCl₂F₂ plasmas, respectively. InP/GaAs etch rates using Cl₂ were ∼30μm/hr and using CCl₂F₂ were ∼7μm/hr. Plasma characteristics and etch rate measurements are reported. The in-situ process investigated is a safe, cost effective and an efficient method for increasing reactor uptime.     

不锈钢表面光纤激光掩膜微细电解复合加工

为了实现不锈钢微细电解定域加工,提出激光掩膜表面改性微细电解复合加工技术。研发了激光掩膜微细电解复合加工装置,并进行样件加工试验。首先,采用光纤激光在304不锈钢表面扫描加热进行打标图案,利用X射线光电子能谱分析(XPS)对不锈钢表面激光打标图案进行分析,发现激光在不锈钢表面打标时被空气氧化生成铁、铬等氧化物,生成的打标图案具有耐腐蚀性,形成保护性掩膜。然后进行电解加工,由于掩膜图案在电解过程中起到保护作用,选择合适的电解加工参数,在不锈钢表面能加工复杂的微结构。最后利用SEM、光学轮廓仪来观测微结构形貌、粗糙度等。研究结果表明:利用激光表面改性,结合微细电解加工能实现304不锈钢微结构的快速加工,该工艺在微细加工领域具有很好的发展前景。     

不锈钢钝化膜表面微观形貌特征的ECSTM研究

本文利用扫描隧道显微镜及自制的无源恒电位仪组成电化学扫描隧道显微镜（ECSTM），对浸泡在0．5mol/L H2SO4 0.02mol/L NaCl溶液中的Cr11Ni13不锈钢表面进行控电位原位研究，获得不锈钢表面纳米尺度的动态形貌图像。实验表明：当试样处于开路电位时，不锈钢表面为自然形成的均匀椭球形氧化物晶粒，当电位控制在阴极和阳极活性溶解区时，原来的氧化物晶粒随时间延长而缓慢消失，当电位控制在活化，钝化过渡区时，表面钝化膜晶粒尺寸变大，形状转变成半球形；同时有新的钝化膜晶粒生成，当控电位在钝化区时，钝化膜晶粒转变成月牙形；随电位升高，钝化膜发生动态重整；晶粒呈定向有序化生长，表面粗糙度降低。     

4Cr13不锈钢激光表面强化技术研究

研究了4Cr13不锈钢细小零件激光表面强化工艺参数和材料表面氧化法发黑工艺,探讨了激光工艺和不同的搭接率对强化层硬度、淬硬层深度和表层组织结构的影响。结果表明,采用合理的激光工艺可实现10mm×8mm零件表面强化;在搭接率为40%时,可获得较均匀的表面强化层,表面硬度为42HRC～45HRC,符合设计使用要求。     

激光对2Cr13冲击韧性影响研究

为了研究激光冲击强化对马氏体不锈钢2Cr13冲击韧性的影响,选用不同激光工艺参数对2Cr13马氏体不锈钢进行激光冲击强化,测定了激光冲击前后的冲击韧性,残余应力,观察了冲击试样的显微组织以及冲击断口。研究结果表明:选择合适的激光功率密度能有效改善材料的冲击韧性,过大的激光功率密度反而降低材料的冲击韧性性能;激光冲击后在表层产生了较高的残余压应力;激光冲击区的材料组织发生碎裂;从冲击断口观察发生了沿晶断裂,激光冲击增加了韧窝的产生,冲击韧性得到了提高。     

激光化学复合抛光工艺参量对304不锈钢性能的影响

为了提高304不锈钢表面抛光质量，采用激光化学复合抛光的方法分别在纯净水和抛光液中对304不锈钢进行抛光实验研究，并对1064nm激光的加工功率和扫描次数对加工区域表面形貌和表面质量的影响进行了分析。气泡对抛光液在不锈钢表面形成的钝化膜产生破坏作用，造成抛光效果不均匀，表面粗糙度增大。结果表明，在抛光液中的激光抛光在抑制表面氧化发黑的同时，能够显著改善表面形貌，表面粗糙度由0.845μm下降到0.181μm；激光化学复合抛光304不锈钢表面质量与抛光功率和扫描次数有密切关系；当抛光功率过高或者扫描次数过大时，304不锈钢表面会产生大量气泡。采用激光化学复合抛光，可以提高不锈钢抛光质量、减少环境污染，该方法具有极大的应用前景。     

激光直接金属沉积316L不锈钢表面粘粉工艺研究

为了探究激光直接金属沉积316L不锈钢的表面粉末粘附工艺规律, 利用高速摄像机分析粉末粘附类型, 采用单因素试验的方法, 定量研究了单道多层沉积中的送粉速率、送粉气流量和线能量密度对粉末粘附的影响规律。结果表明, 粉末粘附主要包括熔池熔液逸出和未熔粉末粘附两种类型; 随着送粉速率的增加和送粉气流量的减小, 薄壁件侧表面粉末粘附程度增加, 而粉末粘附程度则对激光线能量密度的变化不敏感; 激光功率700W、扫描速率700mm/min、送粉量13.54g/min、送粉气流量14L/min、离焦量+22mm时, 激光直接金属沉积薄壁件表面粉末粘附较少。研究结果能够成为改善316L不锈钢增材制件表面质量的重要依据。     

电解抛光制样技术在不锈钢组织观察中的应用

不锈钢的组织观察一般采用金相抛光浸蚀后，在光学显微镜或扫描电子显微镜下进行观察分析。然而，金相浸蚀方法由于受腐蚀的选择和破坏性的影响，使其在观察精细组织方面具有很大的局限性。如不易观察到小角度晶界，亚晶界和孪晶界，很难分析变形组织，无法分析复合界面的精细组织，无法准确分析微小弥散的析出相等。     

不锈钢表面激光合金化Cr-CrB2层的腐蚀性研究

为了提高SUS 304不锈钢表面的耐磨损、耐腐蚀性能,采用激光表面合金化的方法制备了Cr-CrB2层,并进行了理论分析和实验验证,取得了合金化层的组织和物相以及电化学腐蚀性数据。结果表明,合金化层组织致密、晶粒细小,与基体形成冶金结合,合金化层由奥氏体、马氏体、铁铬固溶体、碳化物和铬硼化合物组成;合金化层的耐蚀性得到提高,腐蚀速率降低,合金化层的极化曲线具有较长的活化-钝化区间;不锈钢基体发生严重的晶界腐蚀和点蚀,晶界腐蚀以孪晶晶界腐蚀为主,合金化层表面发生晶粒间的晶界腐蚀,伴有晶粒和晶界处的点蚀现象,点蚀坑明显小于基体表面的点蚀坑。这一结果对提高SUS 304不锈钢表面的耐磨损、耐腐蚀性是有帮助的。