钛合金表面加弧辉光离子渗镍铬及其性能研究

采用加弧辉光离子渗金属新技术处理钛合金Ti5Al2.5Sn表面,研究了渗层的相组成特点,成分分布情况,评价了改性层的磨擦摩损性能,及与钛合金基体间的接触腐蚀相容性等。结果表明加弧辉光离子渗技术可以快速地在钛合金表面获得NiCr镀渗复合层。渗层由Ni3Ti等金属间化合物组成,其硬度、耐磨性能均高于离子注氮层,具有较高的抗含Cl^-1水溶液腐蚀性能,在含Cl^-1腐蚀环境中与钛合金基体接触相容。     

Q235钢表面双层辉光离子强化层摩擦磨损性能

在真空容器中,设置提供含有欲渗合金元素Mo,Cr的供给源和被渗Q235钢试样,利用双层辉光离子渗金属技术,在试样表面进行Mo-Cr共渗,之后经渗碳、淬火及回火复合处理形成强化层.Mo-Cr共渗层厚度在100μm以上,表面Mo含量可达20%(质量分数,下同),Cr含量达到10%.复合处理后表面硬度达到1300HV0.025.M-200磨损试验机磨损实验表明,摩擦因数平均在0.1左右,平均相对耐磨性是GCr15钢经渗碳、淬火及回火后的2.25倍.     

加弧辉光离子渗铝及其扩散动力学的研究

采用最小二乘法对试验中测得的渗层成分曲线进行拟合处理，求得渗入曲线方程。对此拟合曲线方程进行微分ｄｙ／ｄｘ和定积分∫０＾ｙ１ｘｄｙ计算即可求扩散系数Ｄ＝－１／２ｔｄｘ／ｄｙ∫０＾ｙ１ｘｄｙ。根据最小二乘法曲线拟合的矩阵表示法，编制了Ｔｒｕｅ Ｂａｓｉｃ计算程序，简化了计算过程，并可快速、准确地求出合金元素在γ－Ｆｅ中的等温扩散系数。     

Q235表面辉光等离子渗镀TiN耐蚀性研究

利用等离子辉光放电溅射技术,在碳钢表面复合渗镀形成TiN扩散层和沉积层.表面成分检测渗镀层呈梯度材料分布,表面钛原子和氮原子之比,符合TiN相结构.渗镀层总深度约有15μm,表层TiN约有4μm.渗镀层成分检测表明,与基体之间呈梯度分布.X射线衍射结果表明,渗镀层表面为TiN,其中(200)晶面的衍射峰最强,具有明显的择优取向.TiN复合层在H2S溶液中的腐蚀行为表明:辉光合成的TiN涂层可以提高材料在富液溶液中的耐蚀性能,与PVD沉积TiN试样和基体低碳钢试样相比耐蚀性分别提高了5.76,49.76倍.     

Q235钢稀土催渗氮化的电化学行为研究

通过电化学方法测试了不同电解液中CL-璃子浓度、温度以及pH值对稀土催渗Q235钢渗层的极化曲线的影响,分析了这3种因素对稀土催渗O235钢渗氮层腐蚀性能的影响规律.结果表明,在中性、碱性溶液中,在室温下和一定Cl-离子浓度下渗氮层具有良好的耐蚀性能,从而说明了稀土催渗渗氮层比常规渗氮层具有更优越耐腐蚀能力的基本原因.此外,分别对Q235钢稀土催渗渗氮层和常规渗氮层的组织结构进行了金相观测,表明稀土催渗渗氮层生成厚约28μm的晶粒细小,组织致密的白亮层,从而具有良好的耐蚀性和更高的硬度.     

Q235钢表面TiN陶瓷化与Cr-Mo共渗表面强化耐腐蚀性能研究

介绍了一种在Q235钢表面用等离子直接复合渗镀合成氮化钛的方法.该工艺方法形成的组织是Ti固溶体扩散层上分布弥散细小氮化钛颗粒和表面氮化钛沉积层,沉积层与渗层和基体为冶金结合,不会产生剥落.渗镀层表面硬度1600～3400HV.X射线衍射结果表明,渗镀层表面为纯氮化钛层,(200)晶面的衍射峰最强,具有明显的择优取向.在Q235钢表面进行双层辉光离子铬钼共渗,表面Mo含量达到4%(质量分数,下同),Cr含量达到12%.然后进行超饱和渗碳,表面含碳量达到2.0%以上,超过平衡碳计算值.随后进行淬火 低温回火热处理,使表面合金层获得马氏体基体上均匀分布的细小弥散碳化物组织,没有共晶莱氏体.经X射线衍射分析,渗层碳化物类型为M23C6,M6C和M2C,尺寸小于5μm.表面硬度达到1100HV.将等离子复合渗镀合成氮化钛试样与双层辉光离子渗铬试样,在10%硫酸、5%的盐酸、3.5%NaCl水溶液和H2S富液(含H2S 5～8g/L,NH3·H2O20g/L)中,进行电化学腐蚀实验.结果表明,渗镀试样比铬钼共渗试样耐蚀性能分别提高了84,11.67,1.15,21.15倍.     

氩弧重熔对Q235钢B-C-N渗层冲蚀磨损性能的影响

研究了氩弧重熔对Q235钢B-C-N共渗层的组织结构、水冲蚀磨损及海水介质腐蚀磨损性能的影响。XRD分析显示,共渗层由FeB、Fe2B、Fe3B、Fe2N、Fe8N和Fe3C相组成,氩弧重熔层由Fe2B、Fe3N、Fe8N、Fe3C和Fe23(B,C)6相组成;共渗层显微硬度最高值为1198.4HV,重熔层最高硬度值为1192.8HV,但硬度梯度变化平缓;在水介质冲蚀及海水介质腐蚀磨损试验中,重熔层的耐磨性均优于共渗层。     

不同电化学抛光工艺条件下Q235A表面镍镀层的性能

钢件镀镍前的电化学抛光工艺对镀层性能有较大影响。以低碳钢Q235A为基材,研究电化学抛光工艺参数对镍镀层性能的影响规律,探讨了在低碳钢表面制备性能优良的镀镍层的较优工艺。首先选择4组、每组2件样品,研究电化学抛光中有、无磁性搅拌对镍镀层的影响。在此工作基础上,采用正交试验,选择16件样品研究磁性搅拌下抛光工艺参数对镀层的影响。用数显外径千分尺测试镀层厚度、表面轮廓测量仪2302A测量表面粗糙度值Ra、纳米压痕仪Nano Indenter XP测试镍镀层的弹性模量及硬度。结果显示:电化学抛光时加磁性搅拌可以使镀层表面光滑、镀层增厚;电化学抛光电流密度对镀层表面粗糙度影响较小,但对镀层厚度、弹性模量及硬度的影响很大;而电化学抛光温度、抛光时间对镀层表面粗糙度、镀层厚度的影响与抛光电流密度有关。在其他条件相同的情况下,选择抛光时间15 min、电流密度30 A/dm2,抛光温度为65℃时得到的镍镀层弹性模量、硬度可以达到最大值。     

T10钢低温双辉等离子表面渗镀铬硬化的研究

采用双辉等离子渗铬技术,首先在560℃对T10钢进行不同时间的渗铬,再对已渗铬试样进行4h离子氮化,研究了该工艺对渗镀铬层硬化效果的影响.结果表明:双辉渗铬后的渗层由厚3～5μm的沉积层+扩散层组成,沉积层组织致密并与基体结合良好,基体组织和晶粒度与渗铬前基本一致;沉积层铬浓度达45%(质量分数)以上,内有20～25μm的扩散层,铬浓度向内呈梯度分布;表面物相均由Fe,Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6等组成;渗层表面显微硬度达650~850HV,向内逐步降低,呈梯度分布.沉积层厚度、渗层深度、渗层的铬浓度及显微硬度等均随渗铬时间的增加而增加.渗层经离子氮化后的组织与氮化前的组织无明显变化,但表面物相为Fe-Cr,Cr7C3,Cr23C6,CrN,Fe4N,表面显微硬度提高到1000~1350HV,较未氮化前提高约60%以上.     

Ti6Al4V表面双层辉光等离子渗铬及渗层的抗高温氧化性能

钛合金常规表面改性技术多存在与基体结合强度差的不足,采用双层辉光等离子渗铬则可解决这一问题。为此,利用双层辉光等离子表面冶金技术对Ti6Al4V合金表面渗铬,通过正交试验优选了最优渗铬工艺主参数,对渗层的抗高温氧化性能进行了研究。从渗层厚度和与基体结合强度方面得到了最优工艺参数：源极电压950V,工件电压400V,气压...     

Q235钢表面煤矸石渗剂渗硅层的耐腐蚀性能

为提高Q235钢的耐蚀性和资源化利用煤矸石,采用粉末包埋法,以煤矸石为主渗剂,铝粉和镁粉为还原剂,在Q235钢表面制备出厚度达100μm的渗硅层.采用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪分析了渗硅层的组织结构及硬度;通过浸泡腐蚀试验测试了渗硅层耐酸、盐、海水、煤水腐蚀性能,并与发蓝试样进行比较.结果表明:煤矸石渗硅层中含有Fe3Si,Al2SiFe等新相生成,并且主要由含Si的α相固溶体组成,渗硅层的硬度最高达348.7 HV1N,为基体的2.6倍;渗硅层耐酸、盐、海水、煤水腐蚀性较基体分别提高了1.32,1.42,1.47,0.54倍,较发蓝试样分别提高了1.18,1.37,1.10,0.43倍.     

氮氢比对UNIMAX钢离子渗氮组织及性能的影响

目的 针对目前我国航空航天、汽车等领域高端制件精密锻造用模具钢离子渗氮表面改进过程的技术瓶颈,通过开展不同氮氢比条件下的工艺试验,揭示离子渗氮过程中不同的氮氢比对UNIMAX钢离子渗氮组织及性能的影响规律。方法 在真空离子氮化炉中,对UNIMAX钢进行温度为500 ℃、压力为250 Pa、不同氮氢比气氛条件下的离子渗氮试验。并采用显微硬度计、显微维氏硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、X射线应力分析仪对上述不同离子渗氮处理后的渗氮层表面硬度、渗层深度、渗层组织、渗层物相组成、表面残余应力、表面脆性进行表征与分析。结果 随着渗氮气氛中N2浓度的降低,渗层深度逐渐减小,扩散层中氮化物组织均匀性逐渐增大,渗层组织中脆性相ε?Fe2,3N相对含量下降,韧性相γ’?Fe4N相对含量提高。表面硬度明显提高,当V(N2)∶V(H2)=1∶1时,最大值可达1 153HV0.2。结论 当V(N2)∶V(H2)=1∶3时,渗层表面硬度与韧性展现出较好的匹配度,在该工艺下可以获得最佳的渗层组织。     

表面铝含量对Q235钢电化学腐蚀性能的影响

用粉末渗铝技术在Q235钢表面上制备了不同铝含量的渗铝层,通过阳极极化曲线测试了渗铝试样在35 g/L NaCl溶液中的电化学腐蚀性能.试验结果表明:不论铝含量如何,Q235钢在35 g/L NaCl溶液中的阳极极化曲线上均表现为活化溶解,未出现钝化.试样的耐腐蚀能力随Q235钢表面铝含量的增加而增强;当表面铝含量低到2.6%(质量分数)时,即使表面未形成连续的渗铝层,其耐蚀性能仍高于不含铝试样;当表面铝含量为51.2%时,其耐蚀性能低于1Cr18Ni9Ti不锈钢,这与有关文献报道的含铝钢的耐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢的不同.     

35CrMo钢硫氮共渗层的摩擦学性能

目前,低温离子渗硫技术在石油钻杆丝扣上的应用还没有先例.应用离子渗氮与离子渗硫技术,在35CrMo钢表面制备了硫氮共渗复合层.采用自制的球-盘磨损试验机,在含铜润滑脂润滑条件下,对比研究了离子渗氮层与硫氮共渗层的摩擦磨损性能;采用白光干涉仪和扫描电子显微镜观察了表面改性层和磨损表面的形貌,利用纳米压痕仪测量了渗层的硬度和弹性模量,用X射线光电子能谱研究了磨损表面边界润滑膜的元素成分及其含量随深度的变化.结果表明,35CrMo钢经硫氮共渗处理后,表面比较粗糙,硬度较低,符合理想的摩擦表面要求;硫氮共渗层有了渗氮层的支撑,其减摩耐磨性能在低速低载下优于渗氮层,满足钻杆接头的使用性能要求.     

氩弧重熔对20G钢渗硼层组织结构和耐磨性能的影响

为了降低渗硼层的脆性,提高其耐磨性,对20G钢渗硼层进行了氩弧重熔处理,研究了渗硼层重熔前后的形貌、相结构、显微硬度及耐磨性。结果表明：渗硼层由FeB和Fe2B两相组成,经氩弧重熔处理后FeB相消除,氩弧重熔渗硼层由Fe23（C,B）6和Fe2B相组成,包括氩弧重熔区和过渡区;氩弧重熔处理使渗硼层表层微观硬度降低,且使...     

助镀处理对Q235钢热浸镀铝层耐高温性能的影响

为了获得Q235钢表面热浸镀铝的最优助镀剂配方,将Q235钢经过打磨、除油、除锈、助镀等前处理后进行热浸镀铝及镀后扩散热处理,以试样的抗高温氧化性能为指标设计正交试验对助镀剂配方进行优选,通过扫描电镜及能谱仪分析了镀层主要构成,通过高温氧化试验考察了镀层的抗高温氧化性能。结果表明:助镀剂的最佳配比为:200.0 g/L ZnCl_2,10.0 g/L NaNO_3,1.1 g/L CrO_3,25.0 g/L NaF,30.0 g/L CrO_3,0.2 g/L KMnO_4,且其中ZnCl_2的含量对试样抗高温氧化性能影响最显著。所得镀层主要成分为铁元素和铝元素,组织致密,抗高温氧化性能优良。     

Q235钢表面氩弧热源熔覆镍基自熔合金层的组织及性能

目前,鲜见氩弧熔覆镍基合金粉末工艺参数对熔覆层表面耐磨性能影响的研究报道,先将镍基自熔合金粉末涂覆于Q235钢表面,再利用氩弧热源熔覆.采用金相显微镜观察熔覆层表面和截面组织,采用硬度计及磨损试验分析熔覆层的表面硬度及耐磨性,研究了涂覆层厚度、熔覆电流对熔覆层表面组织、力学性能的影响.结果表明:基体与熔覆层形成了良好的冶金结合;随熔覆电流的增加,熔覆层表面硬度和耐磨性先增加后降低;随涂覆层厚度的增加,熔覆层表面硬度和耐磨性随之增加;涂覆层厚3 mm,熔覆电流为180 A时,熔覆层表面金相组织为少量初生固溶体枝晶和大量奥氏体与碳、硼化物的共晶,熔覆层表面硬度最大,为45.0 HRC,耐磨性最好.     

双辉等离子表面Ni-Cr合金渗层的组织及耐蚀性能研究

采用双层辉光等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备Ni-Cr合金渗层,对合金渗层的组织特征、成分和耐蚀性能进行了研究.结果表明:Ni-Cr合金渗层与基体呈现良好的冶金结合状态;渗层中Ni,Cr元素含量由表及里逐渐减少,厚度约为30μm,渗层主要物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36.电化学极化试验表明经Ni-Cr共渗处理后试样的耐蚀性明显优于基材,且Ni-Cr合金渗层的保护效率高达99.7468%,而孔隙率仅有0.2%.     

活性炭表面改性对双电层电容器电化学性能的影响

通过氢气还原改性和浓硝酸氧化处理对石油焦基活性炭(ACs)进行改性.采用氮气吸附和脱附等温线计算改性ACs的BET比表面积、 DFT孔径分布及孔容,以XPS方法表征改性ACs的表面含氧官能团种类及含量,改性ACs的电化学性能通过直流循环充放电、循环伏安等表征.结果表明:浓硝酸处理后,ACs比表面积和孔容均稍有减少,表面含氧官能团和比电容明显增加,内阻和自放电显著增大;氢气改性后,ACs比表面积和孔容亦稍有减少,孔径分布的变化使比电容明显增加,氧化官能团的减少降低了内阻并减少了自放电.即,氢气改性ACs的电化学性能明显提高,增加了比电容,降低了内阻和自放电.     

齿轮用钢稀土碳氮共渗层摩擦学性能研究

研究了稀土元素对齿轮钢碳氮共渗过程及其摩擦磨损性能的影响.结果表面:稀土对齿轮钢碳氮共渗过程有明显的催渗作用;稀土在碳氮共渗中渗入钢表面起微合金化作用改善了渗层组织;稀土碳氮共渗处理后的抗干磨损性能及抗滑动磨损性能均明显优于普通碳氮共渗处理.