A NOTE ON COATING OF SURFACE DIFFUSIONINFILTRATION OF RE ON STEEL 20 AND ARMCO IRON BY CHEMICAL PROCESS

<正> 稀土元素作为合金化元素或变质元素,通常通过熔炼或铸造时加入钢或合金中,而用扩渗的方法在钢和合金表面渗入稀土元素的研究则不多。近年来,我们用化学法、自配渗剂,在气相条件下对20钢、纯Fe表面进行扩渗稀土元素的研究工作。经离子探针、扫描电镜能谱分析、X射线荧光分析等测试,均证实了在20钢和纯Fe表面渗入了微量的Ce,La等稀土元素,这些元素优先沿晶界扩散,并富集于晶界。     

碳钢表面Zn-Al合金渗层的制备及性能研究

采用固体粉末渗入法在20钢表面制备Zn-Al合金渗层。对比分析了Zn-Al渗层和20钢的显微硬度、耐磨性及耐蚀性。结果表明:温度控制在450~460℃,Zn含量为50%,Al含量为20%,渗入时间4 h,Zn-Al渗层厚度可达45μm;Zn-Al渗层主要相由Al Fe、Fe Zn10.98、Fe Zn8.87和Fe Zn6.67、Fe3Zn10等构成;其显微硬度可达325 HV,高于20钢的硬度(180 HV);Zn-Al渗层与钢球(GCr15)对磨的平均摩擦系数为0.1878,磨损失重为0.0010 g,较20钢的分别降低了38%和43%;Zn-Al渗层具有较好的耐盐雾腐蚀性能,经48 h中性盐雾实验后无红锈出现,电化学测试显示Zn-Al渗层腐蚀电流较20钢的更小,Zn-Al合金渗层可以对20钢基体进行有效的防腐和耐磨防护。     

THERMOGRAVIMETRIC STUDY OF EFFECT OF RARE EARTH ON CATALYTIC CARBONITRIDING OF STEEL 20

本文用热重法研究了稀土元素对20钢表面碳氮共渗过程的催渗作用,考察了不同稀土加入量、不同温度对催渗动力学过程的影响。结果表明:共渗速度可提高20—25％;钢表面层碳氮浓度亦有所增加,而且碳氮原子渗入的同时稀土作为活性组元也渗入了钢表面,产生了微合金化效果。     

用热重法研究稀土对20钢碳氮共渗过程的催渗作用

本文用热重法研究了稀土元素对20钢表面碳氮共渗过程的催渗作用,考察了不同稀土加入量、不同温度对催渗动力学过程的影响。结果表明:共渗速度可提高20—25％;钢表面层碳氮浓度亦有所增加,而且碳氮原子渗入的同时稀土作为活性组元也渗入了钢表面,产生了微合金化效果。     

双辉离子W、Mo、Ti三元共渗特性研究

采用双层辉光离子渗金属技术，对工业纯铁、20钢、45钢和T8钢进行了W、Mo、Ti离子三元共渗，着重探讨了Ti的渗入特性。结果表明，渗层成分、组织因工艺条件不同而异，典型组织为合金沉积层、合金铁素体和合金珠光体。在同样工艺条件下钛元素不易渗入，在渗层中浓度较低，但通过工艺参数和源极成分的合理调整，可获得约2％Ti，W、Mo浓度与高速钢类似的合金铁素体层，为含钛表面冶金高速钢的制备提供了必要条件。     

合金钢渗硼层硼化物相逐层组成的辉光光谱分析

用辉光光谱分析测出了纯Fe,45钢,Cr12Mo工具钢,Cr26Mo和Cr18Ni9Ti不锈钢的渗硼层中硼与合金元素的分布规律。根据测得的硼和合金元素的含量,计算了渗硼层中硼化物相的组成。经X射线衍射分析证明,计算结果是可靠的。     

IN DEPTH PHASE ANALYSIS OF BORONIZED LAYER ON ALLOYS BY GLOW DISCHARGE OPTICAL EMISSION SPECTROSCOPY

用辉光光谱分析测出了纯Fe,45钢,Cr12Mo工具钢,Cr26Mo和Cr18Ni9Ti不锈钢的渗硼层中硼与合金元素的分布规律。根据测得的硼和合金元素的含量,计算了渗硼层中硼化物相的组成。经X射线衍射分析证明,计算结果是可靠的。     

W-Mo-Dy三元共渗合金层的研究

采用双辉等离子渗金属技术,在20钢表面进行W-Mo-Dy三元共渗.探讨了气压、保温时间、温度对合金渗层厚度的影响,并获本试验条件下的最佳工艺参数.对合金渗层金相显微组织和形成机理进行分析;用能谱仪检测合金元素的浓度和分布;用XRD分析合金渗层物相.结果表明:在本试验条件下最佳工艺参数为气压30 Pa,保温时间4.5h,温度1020℃,获得的共渗合金层厚度约115 μm;合金渗层中W、Mo合金元素含量随到试样表面的距离增加而减少,呈梯度分布;由于稀土的较大原子半径与核外电子的极化作用使得Dy分布不规律;合金渗层的物相主要为Fe( Mo,W,Dy)、Dy2O3和少量的DyFe10Mo2等.     

Corrosion Behavior of Cr, Fe and Ni Based Superalloy in Molten NaCl

熔融NaCl作为相变储热介质对容器材料具有强烈腐蚀性。通过对Cr基、Ni基和Fe基合金在850℃熔融NaCl中192 h的腐蚀实验,绘制了其腐蚀动力学曲线;利用SEM、EPMA、EDS、XRD等方法分析了腐蚀后试样横截面特征、元素分布特点及试样表面的腐蚀产物,讨论了腐蚀行为。结果表明:3种合金均满足线性腐蚀规律;Cr元素与熔融NaCl等物质反应,是导致这3种合金质量损失率增大的主要原因。Cr基合金耐蚀性最差,明显表现出晶界腐蚀特征,并且晶界为熔融NaCl渗入合金基体提供通道,促进了反应进程。Ni基合金和Fe基合金试样表面均形成了较厚的腐蚀层,为Cr2O3提供附着基体,降低了Cr元素扩散驱动力,提高了合金耐蚀性。另外,Fe基合金表面形成了尖晶石结构的腐蚀产物,进一步抑制了腐蚀过程,其耐蚀性最好。     

铁铬镍基高温合金耐熔融NaCl腐蚀性研究(英文)

熔融NaCl作为相变储热介质对容器材料具有强烈腐蚀性。通过对Cr基、Ni基和Fe基合金在850℃熔融NaCl中192 h的腐蚀实验,绘制了其腐蚀动力学曲线;利用SEM、EPMA、EDS、XRD等方法分析了腐蚀后试样横截面特征、元素分布特点及试样表面的腐蚀产物,讨论了腐蚀行为。结果表明:3种合金均满足线性腐蚀规律;Cr元素与熔融NaCl等物质反应,是导致这3种合金质量损失率增大的主要原因。Cr基合金耐蚀性最差,明显表现出晶界腐蚀特征,并且晶界为熔融NaCl渗入合金基体提供通道,促进了反应进程。Ni基合金和Fe基合金试样表面均形成了较厚的腐蚀层,为Cr2O3提供附着基体,降低了Cr元素扩散驱动力,提高了合金耐蚀性。另外,Fe基合金表面形成了尖晶石结构的腐蚀产物,进一步抑制了腐蚀过程,其耐蚀性最好。     

加弧辉光放电等离子表面合金化

介绍了加弧辉光离子渗金属装置及基本原理在辉光离子渗金属装置中,引入冷阴极电弧源,实现了快速渗金属,已成功地在普通碳钢表面渗入Ti,Al及Cr—Ni等合金元素,同时分析了10钢渗Ti处理后的渗层组织特征、成分分布、相组成及工艺参数对渗层的影响     

纯铁表面机械研磨组织中的特殊扩散行为研究

选取纯铁为研究对象在其表面进行机械研磨处理(SMAT),利用研磨处理后试样表面具有的大量晶界在低温下进行Al元素的扩渗.对扩渗处理前后的试样表面采用扫描电子显微镜(SEM)进行金相组织观察,采用X射线衍射(XRD)进行微观组织结构分析,并进行中低温氧化动力学规律的表征.结果表明,研磨处理可以使纯铁表面组织纳米化,从而实现低温下Al元素的有效渗入,使纯铁的抗氧化性能显著提高.     

不锈钢表面低温热扩渗层稳定性研究进展

概述了典型低温热扩渗技术种类与特点,归纳了低温热扩渗技术研究的材料体系以及合金元素对不锈钢表面低温热扩渗层的形成及稳定性的影响。重点综述了奥氏体不锈钢表面低温热扩渗层制备技术和"膨胀"γ相层稳定性研究的发展现状和取得的成果,包括奥氏体不锈钢表面低温渗氮技术制备的含氮"膨胀"γ相层,低温渗碳技术制备的含碳"膨胀"γ相层,以及低温氮碳共渗和低温渗氮+低温渗碳或低温渗碳+低温渗氮复合技术制备的含氮、碳"膨胀"γ相层等低温热扩渗层的稳定性及其合金元素影响的研究现状,包括气体法、液体法、等离子体法和等离子体湮没注入法等。同时归纳了Co-Cr合金、高熵合金、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢等材料表面低温热扩渗层的制备及"膨胀"α相层热稳定性的研究现状。基于不锈钢表面低温热扩渗层制备和热稳定性研究现状的分析,展望了未来不锈钢表面低温热扩渗领域,特别是低温热扩渗层稳定性的研究发展方向。     

铸钢表面镍钛铸渗层的制备及组织分析

为了提高钢铁表面的耐腐蚀性,采用铸渗技术把镍粉和钛粉铸渗入45钢表面,采用SEM-EDAX和XRD等方法对铸渗层的微观组织进行研究。结果表明,铸渗层和基体冶金结合良好,其厚度为4~5 mm。纯镍铸渗层主要由α-Fe和Fe_3Ni_2组成,钛镍铸渗层由α-Fe、Fe_(0.64)Ni_(0.36)和TiC组成,且TiC在晶界处富集。     

有色金属材料的表面硬化处理

以提高耐磨性等为目的,使金属表面硬化的各种方法大致分类如图1所示。利用钢的马氏体转变来硬化的表面淬火法对于钢铁材料早已广泛应用,而对于有色金属材料这一方法,一般是不适用的。生成合金层的方法是利用在表面形成与基体不同的合金层以达到硬化的方法。其中扩渗法是利用原子尺寸小的C、N、B等在高温下从金属表面渗入,与基体中的元素形成固溶     

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。     

稀土—锆共渗对45钢耐蚀性能的影响

利用稀土的活化,催渗作用,在气相条件下实现了锆对４５钢表面的扩渗,采用ＳＥＭ－ＥＤＳ、ＸＰＳ及ＸＲＤ对渗层进行了化学成分分析及物相分析,并通过浸泡试验与湿热试验,中性盐雾试验研究了锆的渗入对４５钢耐蚀性能的影响,结果表明：锆的渗入明显提高了４５钢表面的耐蚀性能。     

热轧双层复合铁基合金的CD渗碳

研究了 50钢与Fe V合金复合轧制双层材料CD渗碳层的组织与性能。结果表明 ,热轧态复合界面 50钢一侧由于碳的扩散出现厚度约 50 μm的铁素体区。在随后的CD渗碳过程中 ,铁素体区消失。复合界面两侧组织差异不大。在Fe V合金复合层渗透的情况下 ,自Fe V合金表面经界面至 50钢内部 ,硬度梯度平缓。Fe V合金层在 950℃、1 40 %C碳势下渗碳 5h ,表面无Fe3 C析出 ,淬火后可获得高硬度渗层组织。渗层表面为马氏体基体和弥散的碳化物 ,尺寸为 1 0 0nm左右。Fe 1 69%V合金渗层表面硬度高达 82 5HV ,超过淬火、回火后的Cr1 2MoV钢     

铁基合金的梯度功能层扩散处理

在金属与陶瓷材料进行结合、复合或者是进行涂层处理时 ,由于两者热胀系数的差异而产生热应力 ,往往引起裂纹或剥离等缺陷 ,是造成界面强度低下的一个重要原因。因此 ,研究了在工具钢表面渗入碳化物形成元素铬 ,形成铬的碳化物 ,同时使钢内部形成碳化物逐渐减小的浓度梯度分布状态 ,并采取热冲击试验和应力分析研究了这种梯度功能层对于工具钢表面渗层裂纹的抑制效果。在进行表面梯度功能层的扩渗处理试验时 ,采取了两阶段扩散处理 ,第一阶段是以铁中间层作为扩渗介质往其中渗铬 ,随后则以与渗铬方向相反的逆向往基体中渗碳 ,从而形成碳的铬…     

稀土元素对材料渗硼层表面硬度及组织的影响

为了研究稀土元素对渗硼层的影响,对20CrMnTi钢进行了不同工艺的渗硼试验。分析了稀土元素对渗硼层的组织以及表面硬度的影响。结果表明:稀土的加入使渗硼层更厚,组织更加均匀。对于单独渗硼工艺,加入稀土后,FeB相消失,试样表面整体硬度降低;而对于碳硼复合渗,稀土的加入使Fe2B相晶粒取向性更为明显,试样表面整体硬度略有升高。