离子渗氮对H13钢高温摩擦磨损性能的影响

首先对H13钢的等离子渗氮工艺进行优化,然后使用优化后的工艺处理H13模具钢,并对其进行高温摩擦磨损试验,研究了等离子渗氮对摩擦规律的影响,对磨损后的显微形貌进行了观察分析,对其磨损机理进行了探讨。结果显示:离子渗氮可以大幅度改善挤压模具钢的高温耐磨性。     

Nb对H13钢高温摩擦磨损性能的影响

在不同温度下,采用高温摩擦磨损试验机对不同Nb含量的H13热作模具钢进行了摩擦磨损试验,利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、白光干涉仪、背散射电子衍射和能谱仪等研究了试验钢的磨损表面及截面形貌和硬度,并分析了Nb含量对试验钢高温磨损性能及磨损机制的影响。结果表明：相同试验温度下,随Nb含量增加,试验钢的摩擦系数降低,在500℃时达到最低值;随Nb含量的增加,试验钢磨损率逐渐降低,耐磨性逐渐提高。Nb的加入对试验钢表面软化层的硬度下降有一定抑制作用,对氧化层的支撑作用增强,氧化层剥落机率降低,耐磨性提高。不同Nb含量的H13钢的磨损机理主要是氧化磨损。     

H13模具钢离子渗氮层的组织与性能

利用10kW的等离子体气相沉积炉对H13钢进行了离子渗氮处理，研究了不同温度及时间对渗氮层组织及性能的影响。结果表明，采用合适的处理温度和时间，可以得到最佳的渗氮层化合物相组成及表面硬度，在保证一定的渗氮层深度条件下，H13钢的耐磨性能明显提高。     

经离子渗氮的SDCM钢热冲压模具的摩擦磨损行为

对适用于制作热冲压模具的SDCM钢进行离子渗氮,检测了渗氮层的表面硬度、硬度梯度、显微组织、厚度;研究了离子渗氮的SDCM钢的高温摩擦磨损行为和磨损机制,并建立了Archard磨损模型;采用有限元方法研究了530℃×8 h离子渗氮的SDCM钢热冲压模具的磨损行为。结果表明：与未渗氮的SDCM钢热冲压模具相比,在200～300℃温度下,经离子渗氮的SDCM钢热冲压模具具有较小的摩擦因数和磨损率,即更佳的耐磨性,模具的最大磨损深度为3.2×10^-5 mm,而不是5.9×10^-5 mm,即模具的使用寿命可提高约2倍。     

离子渗氮对AISI304L不锈钢耐磨损性能的影响

对AISI 304L不锈钢在450和500 ℃离子渗氮处理进行了研究,分析了渗氮处理的析出相、硬度、厚度、冲蚀磨损和高压釜中微动磨损性能的变化。详细分析了渗氮试样在垂直粒子冲蚀下的耐冲蚀磨损性能,并探讨了其冲蚀磨损机制。结果表明：渗氮层有γ_N和CrN相析出;450和500 ℃下的渗层厚度分别为2和20 µm;渗氮层的硬度都高于1000 HK。渗氮试样在高压釜中的耐微动磨损性能有大幅度的提高,尤其是450 ℃离子渗氮处理的试样,比未处理试样提高了29.4倍。     

工作气氛对H13钢低温低压离子渗氮化合物层的影响

采用空心阴极离子镀膜机对H13钢进行离子源辅助渗氮以改善其表面性能,探究了在N2-H2气氛中,N2浓度分别为50％、25％、10％和3％的情况下,渗层结构及性能的变化.采用扫描电镜、X射线衍射仪与X射线光电子能谱仪等观察和分析了渗氮层的截面形貌和物相结构;用电子探针测量了N元素随深度的变化情况;用纳米硬度计、维氏硬度计...     

Cr12钢的稀土诱导离子渗氮工艺

对Cr12钢进行了稀土诱导离子溅射渗氮试验,利用显微硬度计测量了试样表面渗氮层的硬度与层深,结合XRD衍射仪分析了复合渗氮层的相组成,最后用摩擦试验机检测试样表面的摩擦磨损特性。结果表明,稀土能够影响Cr12钢离子溅射渗氮效果,且其效果随两者距离的增加而急剧下降。当稀土与Cr12钢试样距离小于25 mm时,试样表面硬度相对普通离子渗氮工艺明显减小,表面摩擦因数及磨损率略差,但其渗氮层深度却明显增加;当两者距离超过25 mm时,稀土诱导效果明显减弱,试样表面的硬度及摩擦因数与普通离子渗氮工艺基本相同,但磨损率明显增大。分析表明,稀土元素能增大试样表面氮离子的吸附能力且为其渗入提供路径优势,当两者距离过大时稀土离子吸附性减弱,诱导效果消失,同时也使试样表面产生晶格缺陷,降低了其表面抗磨损的能力。     

离子渗氮对TiN薄膜组织与性能的影响

为进一步提高TiN膜层的性能,对其进行了离子渗氮处理。利用XRD分析、SEM观察、硬度试验和摩擦磨损试验对TiN薄膜离子渗氮前后的组织与性能进行了分析。结果表明,离子渗氮后,膜层物相主要为TiN,出现晶格畸变、择优取向生长现象,表面得到净化更平整,硬度、耐磨性得到较大提高。     

温度对PCrMo钢摩擦磨损性能的影响

利用MMS-1G销盘式高温高速摩擦磨损试验机,研究了PCrMo钢与H96配副时的干滑动摩擦磨损特性,并用扫描电镜分析了磨损表面.结果表明:摩擦系数随温度升高和速度增加而减小;磨损率随温度升高和速度增加而增加.在速度较小时,常温和500℃时都表现为粘着磨损;速度为70 m/s条件下,常温时为剥落磨损,而500℃时为热磨损.     

M2和H13钢离子渗氮-电弧镀TiAlCrN膜复合技术

对M2和H13钢进行离子渗氮-多弧离子镀TiAlCrN膜复合表面改性,并采用电子探针、X射线衍射、扫描电镜、纳米压痕和微米划痕仪等手段分析了薄膜的成分、组织结构与力学性能.结果表明,不同衬底对膜的成分及微观结构影响不大.TiAlCrN/M2和TiAlCrN/H13复合膜的膜基结合力都比较高,而TiAlCrN/M2复合膜的综合力学性能优于TiAICrN/H13.     

喷丸对H13钢等离子渗氮处理的影响

对经1020℃淬火560℃、610℃和560℃三次回火后的H13钢进行喷丸处理,将喷丸处理后的试样在550℃下等离子渗氮1h.采用光学显微镜、透射电子显微镜、显微硬度仪和X射线衍射仪观察和分析,对比了喷丸和未喷丸试样亚表层的显微结构,等离子渗氮后的渗层深度、截面硬度及表面物相组成.结果表明,在550℃渗氮1h的情况下,喷丸的催渗效果十分明显,喷丸后渗氮层深度从30.4μm增至51.4μm,喷丸形成的高密度胞状位错对催渗起了决定性的作用.喷丸试样的渗氮层与未喷丸试样相比,表面物相的含量不同,表面硬度较高,渗层的硬度梯度稍平缓一些.     

Effect of ion nitriding on the abrasive wear resistance of ultrahigh-strength steels with different silicon contents

This article studies the effect of silicon (Si) on ultrahigh-strength AISI 4340 steels in connection with the thermal treatment, as well as the influence of this element on nitriding and, consequently, abrasive wear. Four alloys with different Si contents were nitrided at 350 °C (4 and 8 h) and 500 and 550 °C (2 and 4 h) in a gas mixture of 80 vol.% H₂ and 20 vol.% N₂. The nitrided layers were characterized by microhardness and pin-on-disk tests, optical microscopy, scanning electron microscopy with energy-dispersive x-ray spectrometry, and x-ray diffraction (XRD). The increase in Si enhanced the tempering resistance of the steels and also improved considerably the hardness of the nitrided layers. The increase in Si produced thinner compound layers with better hardness quality and high abrasive wear resistance. XRD analysis detected a mixture of nitrides in the layers γ′-Fe₄N, ε-Fe_2–3N, CrN, MoN, and Si₃N₄ with their proportions varying with the nitriding conditions.     

表面机械研磨处理对H13钢离子渗氮行为的影响

采用SEM、TEM和显微硬度计等研究了H13钢表面经机械研磨处理后520℃离子渗氮行为.结果表明,经过机械研磨(SMA)处理后H13钢表层形成了一定厚度的变形层,该变形层的晶粒尺寸10～20 nm,表面硬度约800 HV0.2.在直流脉冲渗氮炉中经520℃离子渗氮5 h后,未SMA处理和经SMA处理后的渗氮层厚度分别为65 μm和115 μm,表明机械研磨处理对H13钢离子渗氮具有明显的催渗作用.     

离子渗氮对304L不锈钢组织及高温耐磨性能的影响

以焚烧炉用热电偶304L不锈钢套管为研究对象,开展了不同温度的离子渗氮试验研究。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等分析了304L不锈钢离子渗氮前后的微观结构与力学性能,并研究了其在400 ℃的耐磨损性能。结果表明,304L不锈钢离子渗氮后,可形成硬度1300 HV以上的表面硬化层。随着渗氮温度的提高,表面硬度有所提升,同时硬化层厚度显著增加。离子渗氮可提高304L不锈钢的磨损性能及耐高温氧化性能。     

氢气氛离子渗氮提高H13钢热疲劳性能

介绍了将氩气通入热作模具钢—H13钢的离子渗氮过程,用体视显微镜、光学显微镜、硬度计及X衍射分析仪等仪器．分析了氩气氛离子渗氮对H13钢渗层及其热疲劳性能的影响。结果表明：氩气能有效降低渗层的硬度梯度,提高离子渗氮H13钢的热疲劳性能。     

氩气氛离子渗氮提高H13钢热疲劳性能

介绍了将氩气通入热作模具钢—H13钢的离子渗氮过程,用体视显微镜、光学显微镜、硬度计及X衍射分析仪等仪器,分析了氩气氛离子渗氮对H13钢渗层及其热疲劳性能的影响。结果表明:氩气能有效降低渗层的硬度梯度,提高离子渗氮H13钢的热疲劳性能。