真空多元复合渗研究

本文研究了利用真空粉末装箱法对不同材料进行表面合金化处理。研究表明,除工艺参数,渗剂配比等之外,被渗材料的化学成份对渗层组织,性能及渗入深度有着显著的影响。渗金属后继而进行渗碳处理有利于改善渗层与基体之间的组织性能的过渡关系。经此方法处理就获得表面合金化的材料其表面硬度可高达H_v 2800以上。     

钨、钼、镝等离子共渗时镝的扩散行为及机理

采用辉光等离子渗金属技术在碳钢表面制备了钨钼合金渗层和钨钼镝合金渗层,利用菲克第二定律计算了钨原子和钼原子的扩散激活能,分析了稀土镝可能存在的两种扩散模型。结果表明:在离子轰击和非平衡条件下,基体表面的空位浓度升高,合金元素的扩散激活能下降,使稀土镝的原子扩散速率增加,且对钨、钼原子的扩散产生促进作用;在扩散初期,稀土镝的扩散模型为"空位交换扩散"模型,在扩散进行到一定程度时为"稀土-空位复合体"模型。     

不锈钢表面扩散渗铬层的抗高温氧化性能

一、序言 Cr18Ni10Ti不锈钢具有较好的抗氧化性能,一般多用此种材料制造在化学工业上所使用的高温设备。为了进一步提高其抗氧化性能,可以施行表面扩散渗铬处理。从这个观点出发。作者从基础理论方面进行了若干探讨。表面扩散渗层中的铬浓度梯度、表面铬浓度和渗层厚度等,均受处理温度、处理时间和渗剂成分的影响。另外,如将进行过表面扩散渗铬的材料在大气中施以高温,则其表面扩散渗层中的铬元素将由于铬的氧化和二次扩散而     

Ti2AlNb基合金等离子表面渗铬层组织结构对耐磨性能的影响

低硬度和较差的耐磨性制约了钛铝基合金在航空领域的应用。为了提高Ti2AlNb合金的表面硬度和耐磨性,采用双层辉光等离子表面合金化技术对Ti2AlNb合金表面进行渗Cr处理,并对其微观组织、扩散特性及显微硬度和耐磨性进行了分析测试。结果表明：经等离子渗铬处理后,可获得约25μm的合金层;渗层中Cr含量随渗层深度有显著变化且在高温条件下因各原子扩散能力的差异,以基体中Al和Nb量的变化为主,在渗层的不同区域形成不同的相,表层以含Cr2Nb的Laves相和Al8Cr5相为主,而在渗层和基体的交界处形成新的无序O相（Ti25.36Al18.44Nb）;渗层硬度值由外层的HV1125逐渐过渡到基体的HV432,渗层与基体的界面处由于无序O相的析出而硬度最低。渗Cr处理将合金的摩擦因数由原来的0.24降低到0.15,磨损率降低了60%以上。     

低、高温氮碳共渗的应用

由Fe-C相图可知,在723℃时α-Fe中C的最大溶量是0.02％;由Fe-N相图可知,在590℃时α-Fe中N的最大溶量是0.1％。因此,用铁基材料,在它们共渗温度590～723℃之间,都可进行氮碳共渗处理。其共渗层组织由表面到心部随N浓度变化主要有ε、γ′、γ、α等几个相。从工厂应用的角度出发,希望得到两个相:一个是ε相,即     

铜合金表面镍基渗层制备及在800 ℃的氧化行为

选用镍基合金粉末作为铸渗剂,利用负压铸渗工艺在铜合金表面制备了镍基渗层,用SEM、EDS、XRD对表面渗层的显微结构、成分变化以及相组成进行了分析;并研究了表面渗层在800 ℃的氧化行为.结果表明:渗层结构由表面烧结层、中间冶金熔合层和内层扩散层三层组成;渗层元素从表面到基体呈梯度变化;渗层表面氧化后生成了含有NiO、Cr2O3和NiCr2O4的致密氧化膜,氧化动力学曲线遵循抛物线规律,与基体相比抗氧化性能显著提高.     

20钢多元共渗后的耐腐蚀性能

采用低温气体多元共渗技术在20钢表面同时渗入碳、氮、氧三种元素,利用X射线衍射仪(XRD)测定了渗层的相组成;另外测试了渗层在浓度为1.0 mol/L HCl溶液中的耐蚀性.结果表明:渗层以氧化物、氮化物和碳化物为主,且氮化物居多,其腐蚀速率明显低于基体材料的腐蚀速率.     

工具钢的液相等离子体电解渗透

在氟化钾一尿素电解液体系下,应用液相等离子体电解碳氮共渗技术,在工具钢表面制备出了高硬度、耐磨、耐蚀的渗透层,并应用金相显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜对渗层进行了观察和分析。结果表明,6min左右即可在工件表面形成厚度约为50μm的渗层,渗入的C、N元素主要以Fe2（C,N）相形式存在,且渗层中C、N的含量随离表面距离增加衰减。     

预氮化对碳素工具钢560℃双辉等离子渗铬的影响

为了降低双辉等离子渗铬的工艺温度,提高低温渗铬速度,对T10钢表面在550℃进行不同时间的离子预氮化处理,再进行560℃×4h低温双辉等离子渗铬,对渗层的组织与硬度进行了研究.结果表明:各种条件下渗铬后,表面均形成铬的沉积层 扩散层,沉积层厚度4~5μm,组织致密,与基体结合良好;扩散层铬含量与显微硬度随预氮化时间的增加而增加,且均呈梯度分布;未经预氮化处理试样的扩散层深20μm左右,表面物相为铁、铁-铬固溶体、铬碳化物(Cr7C3,Cr23C6),表面显微硬度约700HV;预氮化后试样的扩散层深25~30μm,表面物相主要为铬、铁-铬固溶体、铬碳化物(Cr7C3,Cr23C6)、铬氮化物(CrN),显微硬度达915~1250HV,较未预氮化的试样提高45%以上.     

40Cr钢表面低温气体碳、氮、氧多元共渗层的摩擦学性能

利用低温气体多元共渗技术将碳、氮、氧元素同时渗入40Cr钢表面形成改性层。分析了保温时间对渗层厚度的影响,研究了改性层的显微组织、厚度、结构、渗层硬度及干摩擦磨损性能。结果表明：经多元共渗后表面改性层由疏松层、白亮层和过渡层组成;白亮层的硬度最高,达到850HV,多元共渗后40Cr钢表面的耐磨性能显著提高。     

Zr-4合金激光表面Nb合金化层厚度与组织研究

研究了预涂铌的Zr-4合金经激光表面合金化（LSA）后的合金化层厚度、组织、和显微硬度，并分析了产生变化的机理。由于激光参数不同，合金化后含铌层的厚度在210～360μm之间，合金化层距表面100gm深度处铌含量在1．84～2．67wt％之间。合金化层组织为树枝晶，随着冷却速度的增加，枝晶间距变小；合金化层的显微硬度随冷却速度的增加而增加，最大达到了430HV。     

Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面的元素扩散

本文根据Fick第二定律对不同焊接工艺条件下Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面元素的浓度分布进行了数值计算,分析了加热温度和保温时间对界面附近元素扩散距离及形成的中间过渡层的影响,并与实际试验测定值进行了比较.实测和计算结果表明,在加热温度1333K和保温时间45～60 min条件下,Fe3Al/18-8异种材料进行扩散焊接可以获得良好的中间过渡层,从而满足整个焊接接头的使用要求.     

防喷器材料多元共渗后的耐蚀性研究

低温气体多元共渗技术是一种新工艺，本文采用该工艺在防喷器材料表面同时渗入C，N，O三种元素，打破了传统的单一渗透，实现了在材料表面形成均匀的渗层，而且渗层又厚又致密。利用X射线衍射和扫描电子显微技术测定了渗层相的组成以及渗层的表面形貌，采用电化学测试技术对渗层在1．0mol／L稀HCl溶液中的耐蚀性与原始材料的耐蚀性进行了对比试验研究。结果表明，渗层以氧化物、氮化物和碳化物为主，且氮化物居多，渗层约30μm，耐蚀性能得到了大大的提高，相对原始材料的耐蚀性提高了3倍左右，其腐蚀速度也低于原始试样的腐蚀速度，这对钻井防喷器控制装置性能的提高有重要意义，具有广阔的应用前景。     

纯钛表面渗铌合金层的血液相容性和耐腐蚀性

采用双层辉光等离子渗金属技术在纯钛表面渗入铌元素形成了钛-铌合金层,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪分析了合金层的截面形貌和物相组成;通过动态凝血时间和阳极极化曲线的测试,比较了纯钛渗铌前后的血液相容性和耐腐蚀性。结果表明:纯钛表面经过渗铌处理后,形成了梯度分布、致密且与基体牢固结合的钛-铌合金层;由于该合金层与纯钛相比,其抗凝血时间延长、自腐蚀电位升高、自腐蚀电流密度减小,从而显著提高了纯钛表面的血液相容性和耐腐蚀性。     

20钢多元共渗后的性能研究

采用低温气体多元共渗技术在20钢表面同时渗入C、N、O3种元素,在材料表面形成了厚且致密均匀的渗层。利用X射线衍射和扫描电子显微技术测定了渗层相的组成以及渗层的表面形貌,采用摩擦磨损实验和电化学测试技术对渗层和原始材料的耐磨性进行了对比试验研究。结果表明渗层以氧化物、氮化物和碳化物为主,且氮化物居多,相对于原始材料,硬度、耐蚀性提高,摩擦因数降低,这在工业生产中有广阔的应用前景。     

模具钢表面盐浴渗钛层的制备及性能研究

采用盐浴法在Cr12Mo V冷作模具钢表面进行渗钛处理,研究了不同温度和时间对渗层厚度的影响。通过金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度测试仪和旋转摩擦试验仪分析了渗层的显微形貌、相结构、表断面硬度和耐磨性能。结果表明:通过配方优选,在适宜的渗入温度(1000℃)和时间(6h)下,可在模具钢表面形成致密、厚度约13μm的渗钛层,相组成主要为Ti C,渗层具有较高的表面硬度(约2789HV0.3)。室温干摩擦试验表明,与基体相比,相渗层试样的磨损量降低约17倍,平均摩擦系数为0.4054,仅为基体的70.6%,说明模具钢盐浴渗钛处理后具有较佳的耐磨减摩性能。     

微机控制碳氮共渗过程中氮的扩散行为对渗层的影响

研究了在碳氮共渗总势ＣＮｐ＝１．１％时，不同时间里氮势Ｎｐ对不同合金钢的渗层深度Ｓ、渗层浓度分布、共渗速度因子Ａ的影响；对Ｓ＝Ｓ０＋Ａｔ模型提出了修正，加入了氮的影响因素；同时，对氮在碳氮过程中的扩散规律进行了讨论。     

加弧辉光渗Ti在石墨电极上的应用

介绍了一种新的表面合金化技术－－加弧辉光离子渗钛技术。利用该技术可在石墨板上形成均匀的渗钛层。试样在0．5mol/LH2SO4溶液中进行电化学腐蚀测试，结果表明：渗钛石墨电极比石墨电极的耐蚀性有很大提高，与钛板的抗腐蚀性能相当。探讨了渗层钛浓度分布，并用X射线衍射对渗层相组成进行了分析。     

TC11钛合金表面渗锆层组织及其摩擦学性能

为提高TC11钛合金的摩擦磨损性能,对合金表面进行双层辉光等离子渗锆处理,对渗锆层进行了物相分析、组织观察和微区成分分析,并在不同温度下进行了摩擦磨损试验。结果表明：TC11钛合金表面获得了组织致密、厚度为25μm、主要由α-Ti相组成的渗层,锆元素主要固溶在α-Ti相中;在室温和450℃时,渗锆层的摩擦因数均远小于T...     

Fe3Al/18-8异种材料扩散焊界面的元素扩散

本文根据Fiek第二定律对不同焊接工艺条件下Fe3Al／18—8异种材料扩散焊界而元素的浓度分布进行了数值计算。分析了加热温度和保温时间对界面附近元索扩散距离及形成的中间过渡层的影响，并与实际试验测定值进行了比较。实测和计算结果表明，在加热温度1333K和保温时问45～60min条件下，Fe3Al／18-8异种材料进行扩散焊接可以获得良好的中间过渡层，从而满足整个焊接接头的使用要求。