基于深层QPQ技术的氧化工艺影响工件表面硬度的研究

研究了基于深层QPQ技术的氧化工艺对工件表面硬度的影响。首先将工件经过645℃的高温盐浴渗氮(QPQ)处理1.5 h,再通过不同的温度进行氧化处理,氧化温度在225℃到420℃之间选取7个温度。由试样的表面硬度数据可知:随着氧化温度的降低,试样的表面硬度有所提高。通过X射线衍射分析得出:表面硬度的提升是由于试样在氧化时含氮奥氏体层中有纳米级的含氮物质析出,纳米级的弥散分布在奥氏体层起到弥散强化的作用,从而提升表面硬度。     

QPQ处理对Inconel718镍基合金结构的影响

采用QPQ工艺对Inconel718进行了渗氮处理,渗层的深度受扩散控制,渗层深度∝渗氮时间。XRD测试结果表明温度对渗层深度的影响更明显,氮化处理后Inconel718表面硬度大约是基体的3倍;渗氮层中有CrN相,氮与Cr反应形成CrN。通过SEM观察到渗氮表面出现一些柱状物,渗层和基体之间有一个明显的分界线。     

QPQ处理对Incone1718镍基合金结构的影响

采用QPQ工艺对Inconel718进行了渗氮处理,渗层的深度受扩散控制,渗层深度∝(√渗氮时间).XRD 测试结果表明温度对渗层深度的影响更明显,氮化处理后Inconel718表面硬度大约是基体的3倍;渗氮层中有CrN相,氮与Cr反应形成CrN.通过SEM观察到渗氮表面出现一些柱状物,渗层和基体之间有一个明显的分界线.     

防锈油对QPQ渗层抗腐蚀性能的影响

针对机械产品在腐蚀环境,尤其是特殊腐蚀条件下易腐蚀的问题,研究表面粗糙度Ra 0.2的非调质态45钢经过QPQ处理并结合使用防锈油后的抗腐蚀性能。利用中性盐雾加速腐蚀,通过光学显微镜、X线衍射仪观察分析,结果表明:QPQ处理后抗腐蚀性增强,主要原因是渗层中形成氧化膜和化合物层;防锈油提高了产品的耐腐蚀能力,主要原因是防锈油中油溶性缓蚀剂作用。经过QPQ处理和防锈油结合使用的试样的耐蚀性得到极大提高,最长抗盐雾腐蚀时间可达432 h,在工业防腐蚀中有很大的应用范围。       

AISI 316L奥氏体不锈钢在阳极电位的活性屏离子渗氮

用活性屏离子渗氮技术对处于阳极电位的AISI 316L奥氏体不锈钢进行低温渗氮处理,并将渗氮层的组织、形貌、相结构、显微硬度和耐蚀性能与在悬浮电位下处理的试样作对比。结果表明,奥氏体不锈钢在两种电位状态下渗氮处理获得了同样的、具有S相结构的单相硬化层。渗层不仅具有高的硬度,还有良好的耐蚀性能。在活性屏离子渗氮过程中,从活性屏上溅射下来的中性S相粒子起着氮载体的作用。活性屏空间粒子的撞击消除了不锈钢表面钝化膜对氮的阻隔作用。     

QPQ工艺对低碳钢显微结构及极化性能的影响

用QPQ盐浴复合处理技术对低碳钢进行表面改性处理,对处理后的低碳钢表面进行系统表征。结果表明:QPQ氮化处理后低碳钢试样表面从外至内由Fe₃N/Fe₂₄N₁₀/FeN_0.0939组成,氧化处理后,试样表面从外至内的组成物变成了Fe₃O₄/Fe₂N/α-Fe,氧化处理使外层氮化层由Fe₃N转变成Fe₃O₄/Fe₂N,内层氮化层由Fe₂₄N₁₀/FeN_0.0939转变成α-Fe;氧化处理后,分别在外层氮化层和内层氮化层上出现大量的显微裂纹和孔状结构;与只进行过氮化处理的试样相比,氧化处理后试样的表面硬度降低了50~100 HV_0.025。通过极化曲线可以看出,与氮化试样相比氧化处理后腐蚀电流密度下降了0.055 μA.cm-2,腐蚀电位也降低了79 mV。这表明氧化处理能有效提升试样的耐腐蚀能力,而氧化过程中产生的表面缺陷可能导致了腐蚀电位下降。     

强流脉冲电子束对3Cr2W8V微摩擦磨损性能的影响

分别制备了常规热处理、强流脉冲电子束直接处理和强流脉冲电子束合金化Al处理的3Cr2W8V模具钢试样,使用金相显微镜、表面粗糙度测试仪,硬度测试仪对处理层的显微结构、表面粗糙度及截面硬度进行分析,采用HSR-2M微摩擦磨损试验机对处理层摩擦磨损性能进行测试。结果表明:试样原始表面粗糙度的大小对处理后粗糙度的影响较大;电子束处理后截面硬度均有所提高,其中3Cr2W8V电子束合金化Al的峰值硬度相对于原始样品升高了10%,而3Cr2W8V电子束直接照射样品的峰值硬度相对于原始样品升高了24%～33%;经电子束照射后的试样在微摩擦实验中摩擦系数均出现突然增大现象,增大后的摩擦系数与原始样品相当。3Cr2W8V电子束合金化Al样品、3Cr2W8V电子束直接照射样品的磨损量相对于原始样品分别下降22.7%、72.7%。     

超声滚压18CrNiMo7-6齿轮钢表面变质层性能分析

研究了18CrNiMo7-6齿轮钢超声滚压后表面变质层的性能和加工工艺。分别运用三维表面形貌测量系统、显微硬度计、超景深三维显微系统和高速大功率X射线残余应力分析仪等工具观察试样加工前后的表面变质层变化,并采用单因素试验分析试验数据,研究超声滚压工艺参数对试样表面变质层的影响。结果表明:经过超声滚压加工,表面粗糙度由未经超声滚压处理的3. 003μm减少到0. 468μm,显著的加工硬化在该材料表面形成,表面显微硬度从最开始的360. 9 HV升高到442. 9 HV,升高了22. 7%,高硬度层达到了300μm;平整的表面在超声滚压加工后出现;在距离表面40μm处残余压应力形成峰值,其值约为-790. 97 MPa。超声滚压技术显著提高了材料的变质层性能。     

离子渗氮层的磨损特性及磨损机理的探讨

本文研究指出,离子渗氮可显著增加合金结构钢的耐磨性。无论是化合物层还是扩散层(当硬度在HM600以上时)都具有优异的耐磨性。特别对单相(r′)化合层的耐磨性,要比双相(ε r′)的高。试验结果表明,在各个不同层深处,离子渗氮的耐磨性,均优于气体软氮化。并且发现,随着离子渗氮 淬火复合处理试样中的残留奥氏体量的降低,耐磨性则相应的提高。通过磨损表面、表层的显微镜和扫描电镜观察,作者对渗氯层的磨损机制作了讨论。此外,由薄膜透射电镜的观察,还初步提出了离子渗氮层耐磨性的本质。     

外加热式离子氨化高速钢的研究

利用外加热式离子氮化方式对高速钢材料进行氮化，并对其渗氮层的物理、化学性能进行分析。结果表明，温度升高，渗氮速度加块；时间延长，表面硬度提高，冲击韧性明显降低。     

渗氮钢表面化合物层的分层定量物相分析

应用无标样法对渗氮钢表面渗氮层进行逐层定量分析，发现该方法本身对择优取向误差有校正作用。     

液体软氮化渗层质量的研究

采用以尿素为主要原料的液体软氨化工艺，对阀杆（３５钢）进行了氮化处理。并通过不同配方、不同温度及时间，对渗层疏松及渗层深度作了对比试验。试验结果表明，渗层疏松主要是由于盐浴内ＣＮＯ－浓度过高所致；而渗层深度则随氮化温度、氮化时间及其盐浴成分配方的不同而变化。     

Bacteria adherence properties of nitrided layer on Ti6Al4V by the plasma nitriding technique

The nitrided layer on Ti6A14V substrate was prepared by the plasma nitriding technique. The sample was characterized by X-ray diffraction （XRD）, glow discharge optical emission spectroscopy （GDOES）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）, and rough-meter. X- ray diffraction analysis reveals that TiN, Ti2N and Ti phase exist in the nitrided layer subsurface. GDOES analysis shows the thickness of the nitrided layer is about 3 ~tm. XPS analysis shows that there is higher N, lower A1 and lower V in the nitrided layer surface than in the Ti6A14V surface. Rough-meter analysis results show the roughness of the nitrided layer is greater than that of Ti6A14V alloy base. The bacteria adherence property of the nitrided layer on Ti6A14V substrate on the Streptococcus mutans was investigated and compared with that of Ti6A14V alloy by fluorescence microscope. It shows that the nitrided layer inhibits the bacteria adherence.     

氢致4Cr14Ni14W2M0钢氮化层剥落的机理研究

采用普通金相、X射线、电于显微镜等方法,对稳定型4Cr14Ni14W2Mo奥氏体不锈钢氮化层剥落问题进行了试验分析.在此基础上应用RHIE型氢气测定仪测量了该钢不同组织形态(如晶粒度大小、晶界状态、碳化物等),不同条件下的氢含量.试验表明,组织状态不同,导致氢含量的明显差异以及氮化层剥落倾向的差异,从而为揭示4Cr14Ni14W2Mo钢氮化层剥落的机理提供了重要线索,同时也为进一步探讨氮化层剥落的机理研究开辟了新的视野.     

Improvement in corrosion resistance of anchor steel by low temperature plasma nitriding

Plasma nitriding was used to improve the corrosion performance of anchor steel. The microstructure, phase constitution, microhardness and corrosion resistance of the nitrided layer were systematically studied. The results show that the nitrided layer is continuous and dense, and consists of Fe4N and Fe3N in the outmost surface. The microhardness of the nitrided sample is improved because of the formation of nitrides in the outer side continuous layer and the inner parts. The nitrided layer on the surface of anchor steel can effectively improve the corrosion resistance of the anchor steel.     

Microstructure and properties of nitrided layer of titanium plate,produced by simultaneous laser quenching and liquid-nitrogen cryogenics

In the present study, titanium plate was treated by a novel method of laser quenching, simultaneously combined with liquidnitrogen cryogenics(LQLNC). The microstructure and properties of the titanium plate after treatment were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectrometry, Vickers hardness testing, and friction wear testing.The results show that the treated titanium plate is covered by a nitrided layer with a homogeneous thickness of about 60 μm,while the nitrided layer consists of Ti N and α-Ti phases. Compared to general laser quenching, the LQLNC treatment increases the hardness and wear resistance of the surface-modified layer of the titanium plate. As a result of grain refinement in the nitrided layer, the cracking induced by the rapid solidification of the conventional laser-quenching process has also been effectively solved.     

奥氏体不锈钢离子渗氮-PECVD-TiN复合处理层组织与性能特性研究

对１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ 奥氏体不锈钢进行离子渗氮－ ＰＥＣＶＤ ＴｉＮ 复合处理, 研究了复合处理层的组织与性能。结果表明： 复合处理层具有优良的膜基结合强度; 较之不锈钢基体, 耐磨性显著提高; 在０－５ ｍｏｌ／Ｌ Ｈ２ＳＯ４ 溶液中, 复合处理层不仅比单一渗氮层的耐蚀性高, 在过钝化区还表现出比不锈钢基体更优越的耐蚀性。     

Ti-6Al-4V基體上氮電弧熔化法制備TiN層的組織及性能

采用直流氮電弧熔化方法在鈦合金(Ti-6Al-4V)基體上原位制備了TiN表面層。采用掃描電子顯微鏡、X射線衍射和顯微硬度儀等分析測試手段對TiN表面層的組織、硬度及摩擦磨損性能等進行了分析。探討了電弧電流對TiN層組織及性能的影響。結果表明:通過氮電弧熔化法制備的TiN層組織為樹枝晶,氮化層中樹枝晶的含量隨著深度的增加而減少,表面層與基體為冶金結合;隨著電弧電流由60A增加到100A,所制備的TiN表面層中樹枝晶的含量增加,表面層的硬度及耐磨性能都提高;當電弧電流為100A時,所制備的TiN表面層的最高硬度可達到1885HV,約為基體硬度的5倍,抗磨損性能也顯著提高。     

25Cr2MoV钢变温快速深层离子氮化工艺的研究

采用显微硬度计和ｘ射线衍射仪等手段，研究了２５Ｃｒ２ＭｏＶ钢经普通离子氮化和变温快速深层离子氮化新工艺处理后，其氮化层的性能及相组成，结果表明：在相同氮化时间内，变温快速深层离子氮化新工艺能显著地增加材料的有效氮化层深和总氮化层深，提高材料的表面硬度．