TC4钛合金的固体渗硼

采用固体粉末渗硼法对TC4钛合金基体表面进行渗硼试验。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射 (XRD)研究TC4钛合金渗硼后的物相组成和组织形貌,讨论渗硼过程中元素的扩散行为。结果表明：在1000,1050和1100 ℃分别保温5,20 h后,渗层由外表层的TiB2和内表层的TiB晶须组成,渗层厚度范围为0.8~15 μm。XRD分析表明：TC4钛合金渗硼后形成TiB2与TiB双相硼钛化合物层,随着温度的升高,TiB2与TiB的峰位增多;EDS分析得出表层B原子被TC4钛合金吸附后与基体的Ti化合导致过渡区域内的Ti含量减少,同时Al和V元素开始向基体扩散并在近界面处富集。渗层的显微硬度呈梯度分布,TiB2到TiB晶须维氏硬度值的变化范围为22 000~11 000 MPa,过渡区的硬度值要高于基体的硬度值。     

钛及钛合金渗硼技术的发展

介绍了近年来研发的提高钛及钛合金表面硬度和耐磨性的渗硼方法,包括气体渗硼、液体渗硼、固体渗硼、膏剂渗硼和等离子渗硼等。讨论了上述渗硼方法所获得的渗层的显微结构和性能及其应用范围。比较了各种渗硼方法的特点。展望了钛合金渗硼技术的发展和应用前景。     

TC4钛合金低温固体稀土-硼共渗

研究了TC4钛合金在950℃低温(β转变温度以下)下进行固体稀土-硼共渗的渗层形貌、物相组成、组织性能及基体相变。结果表明,低温稀土-硼共渗,可使TC4钛合金表面获得实用的渗硼硬化层,由TiB2和TiB双相化合物组成。同1050℃高温稀土-硼共渗相比,低温渗硼层致密均匀无孔洞,而且硬度梯度和脆性得到进一步改善。低温渗硼后TC4基体为等轴组织,性能良好,能有效地防止高温(β转变温度以上)时β相形成粗晶。低温渗硼有效地改善渗层的性能,减小工件畸变。     

TC4钛合金表面氧化锆催渗渗硼工艺的优化

以渗层厚度和表面硬度为评定依据,采用正交试验对TC4钛合金表面氧化锆催渗渗硼工艺进行了优化,其中渗硼温度影响最大,其次为渗硼时间和ZrO2含量,B4C含量影响最小,最优工艺为:渗硼温度1 050℃,渗硼时间25h,渗硼剂配比(质量分数):B4C 20%,ZrO24%,SiC 76%。利用X射线衍射仪和光学显微镜对渗层的物相组成和厚度进行分析,结果表明:渗层表面主要由TiB2、TiB、TiB12、TiC、TiN组成,渗层厚度为46.67μm。与基础渗硼剂所得渗层相比,渗硼层厚度、渗层硬度、界面结合力和耐磨性都有所提高。     

Ti-6Al-4V钛合金固体渗硼法表面改性

对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)进行表面渗硼使其表面硬度显著提高.渗硼温度为1000℃到1050℃,渗硼时间为5 h到20h.文内测量和比较了渗硼后钛合金表面的微结构、形貌、相组成等性质,研究了渗硼过程中Ti,Al,V,B等元素的扩散行为.在低温短时间渗硼时,渗硼层厚度仅0.8μm,而在高温长时间渗硼时,渗硼层厚度可达15 μm.实验证明,渗硼层由TiB和TiB2两相组成,并且它们的含量随渗硼温度提高而增加.渗硼层表面主要含TiB2,其显微硬度可达2200 HV0.01,渗硼层内表层主要含TiB,其显微硬度为1100 HV0.01.渗硼层的硬度远高于TC4钛合金的硬度.     

LSI渗硼剂渗硼中硼的扩散激活能

通过对４０钢经不同温度及时间渗硼后渗层层深的测定,根据公式ρ＾２＝Ｋ０ｔｅ＾－Ｑ／ＲＴ计算出硼的扩散激活能,为渗硼层形成机制的研究提供数据。     

渗硼层激光共晶化机理及其耐磨性探讨

采用固体渗硼＋激光表面处理的复合热处理工艺，使表层得到共晶型硼化物以期降低渗硼层脆性，提高其耐磨性。借助扫描电镜和光镜对试样表层、显微组织进行观察，探讨了硼共晶产生的机理以及渗硼层在激光作用下的行为，并进行了磨粒磨损试验。试验结果表明，经激光处理后渗硼层表层获得了共晶化组织，使之得到适当的硬度和韧性配合，耐磨性提高了92％。     

含稀土元素渗硼剂渗硼工艺试验

介绍一种含稀土元素廉价的固体渗硼剂，并对其进行了渗硼工艺试验。结果表明：采用该渗硼剂是可行的，且稀土可提高渗硼速率。     

TC4钛合金表面氧化镧催渗渗硼工艺优化

以渗层厚度和表面硬度为评定依据,采用正交试验对TC4钛合金表面氧化镧催渗渗硼工艺进行优化。结果表明,渗硼温度对渗硼层影响最大,其次为渗硼时间、B₄C含量和La₂O₃含量。最优的催渗渗硼工艺为：渗硼温度1050 ℃,渗硼时间20 h,渗硼剂配比20wt%B₄C+4wt%La₂O₃+76wt%SiC。渗层表面由TiB、Ti₂B₅、TiC和Ti组成;与未添加氧化镧渗硼层相比,添加氧化镧渗硼层厚度与表面硬度明显提高,耐磨性也得到显著改善。     

LBI渗硼剂渗硼试验研究

介绍了使用一种廉价渗硼剂(LBI)在不同温度及保温时间下的渗硼试验。结果表明,采用LBI作渗硼剂是可行的,可获得连续、均匀、致密且无缺陷的渗硼层。     

含稀土元素的LSI渗硼剂渗硼扩散激活能

将40钢试样在含稀土元素的LSI渗硼剂中行进不同温度和时间的渗硼,然后用金相法测定层深,根据公式p^2=K0te-Q/RT,对硼的激活能做了计算,经果表明,与未含稀土元素的LSI渗硼剂相比,激活能降低了21%。     

新型损伤容限型钛合金TC21稀土催化固体渗硼

采用固体粉末渗硼法对新型损伤容限型钛合金TC21表面进行稀土催化化学热处理,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)与金相显微镜(OM)研究了渗层组织形貌和物相组成。结果表明:钛基表面渗硼层包括以整体薄壁状在基体外层分布的TiB2和以须状晶形式在次表层分布的TiB双强化渗层,渗层与基体结合紧密;渗剂中稀土含量对渗层性能的影响存在有最佳值;且发现此方法实现了钛合金TC21表面B、C共渗。     

含稀土固体渗硼剂渗硼处理试验

本文介绍一种廉价含稀土固体渗硼剂，并进行了渗硼处理试验，通过渗层组织的观察和渗层硬度的测定以及渗硼剂重复使用性的探讨。结果表明：采用该渗硼剂可使钢件表面获得较好的渗硼层，且稀土可以提高渗层的质量。     

复合渗硼的现状及展望

综述了近年来复合渗硼工艺的现状，论述了在不同温度下复合渗硼的组织结构及性能，介绍了等离子复合渗硼和激光复合渗硼，对中温复合渗硼进行了分析，重点介绍了低温渗硼。     

廉价渗硼剂及渗后工艺对渗硼层脆性的影响

本文探索了用两种廉价的固体渗硼剂,对45、40Cr钢作渗硼处理:渗后采用正火,淬火+低回,共晶化处理三种工艺。结果表明:硼酸、硼砂、石墨粉为主要成份的渗硼剂,具有良好渗速、易获得Fe_2B组织,有一定重复使用性能。渗硼后共晶化处理使“脆断脆性”和“剥落脆性”均有改善。     

20钢固体粉末法渗硼和硼钒共渗的渗层研究

采用光学显微镜、扫描电镜和电子探针等检测手段，分析了20钢固体法渗硼和硼钒共渗的渗层组织结构、成分特点及其硬度分布。结果表明，硼钒共渗层厚度大于单一渗硼层，且渗层更加连续致密，其渗层主要由Fe2B、V2C和VB相组成，硼钒共渗层硬度比单一渗硼有所提高，硬度梯度较小。