几种常用低温化学热处理渗层的抗咬合性能

采用Falex试验法,研究了几种常用低温化学热处理渗层的抗咬合性能,结果表明盐浴硫氮碳共渗、气体渗氮、气体氮碳共渗层具有优异的抗咬合性;离子渗氮及离子渗氮+低温电解渗硫亦可改善抗咬合性,各种渗层的抗咬合性均符合Bowden和Tabor理论。     

氮在离子氮碳共渗中的作用

研究了在离子氮碳共渗过程中氮对化合物层厚度的影响,同时对化合物层的微观组织结构和显微硬度进行了分析.结果表明:在离子氮碳共渗过程中,气氛中低氮势不利于ε相的生成,且渗层的显微硬度较低;高氮势有利于ε相的生成,同时提高了渗层的显微硬度;当氮势超过60%后对化合物层厚度影响不大.     

钛铝基合金离子碳氮共渗及其耐磨性的研究

为提高TiAl基合金的耐磨性及抗高温氧化性,利用渗氮在TiAl基合金表面形成氮化物,以提高耐磨性;渗碳形成致密且与基体结合牢固的碳化物层,提高抗高温、抗氧化性;将二者结合,采用辉光离子碳氮共渗的方法,研究了渗层的相结构组成、不同工艺参数对TiAl基合金离子碳氮共渗后渗层厚度以及表面硬度和耐磨性的影响.结果表明:TiAl基合金共渗层是由碳氮化合物层与过渡层组成的复合相结构;随共渗温度的升高和时间的延长,渗层厚度增加;与未经共渗处理的试样相比,表面硬度及耐磨性显著提高.X射线衍射结果显示,渗层主要由TiC,TiN,AlTi3,Al2O3等组成.     

碳含量对AISI304奥氏体不锈钢离子碳氮共渗性能的影响

对AISI304奥氏体不锈钢进行了不同C2H2含量下的离子碳氮共渗,利用金相显微镜、辉光放电光谱仪、x射线衍射仪和显微硬度计测试了经碳氮共渗处理后试样改性层的截面形貌、渗层成分、相组成和力学性能.结果表明低温下离子碳氮共渗可以同时获得性能好的γc相和γn相,且最大含量分别出现在不同深度;气氛中C2H2含量为3%时,渗层厚度最大,表面显微硬度最大.     

表面纳米化38CrMoAl钢的低温离子氮碳共渗

采用表面机械研磨处理（SMAT）技术实现了38CrMoAl钢的表面纳米化,并对表面纳米化后的样品进行了490℃离子氮碳共渗。采用扫描电镜、X-衍射、透射电镜、显微硬度仪等分析和测试手段,对处理后的样品进行观察分析及性能测试。结果表明：经SMAT处理的样品实现了低温离子氮碳共渗,渗层中渗入较多的氮、碳原子,并析出大量细小的高硬度化合物,获得了较好的硬度分布。     

齿轮用钢稀土碳氮共渗层摩擦学性能研究

研究了稀土元素对齿轮钢碳氮共渗过程及其摩擦磨损性能的影响.结果表面:稀土对齿轮钢碳氮共渗过程有明显的催渗作用;稀土在碳氮共渗中渗入钢表面起微合金化作用改善了渗层组织;稀土碳氮共渗处理后的抗干磨损性能及抗滑动磨损性能均明显优于普通碳氮共渗处理.     

钢的稀土氮碳共渗技术研究进展

稀土元素对氮碳共渗渗层的硬度、耐磨性等性能的提高起到了积极的作用,稀土在氮碳共渗中的作用及相关机理有待进一步研究。通过参考现有国内外报道的试验及机理研究,对钢的稀土氮碳共渗的发展过程、类型及稀土的加入方式、在共渗过程中的作用机理、对渗层及基体力学性能的影响进行了综合分析和总结。对钢的稀土氮碳共渗存在的问题进行了探讨,并给出了一些建议。     

DC53钢的离子氮碳共渗工艺及稀土催渗研究

为了探究DC53钢的优化氮碳共渗工艺,对DC53钢在530℃不同共渗时间、NH3/CO2不同气氛比值、不同炉内气压情况下的离子氮碳共渗效果进行了研究.运用OM、XRD、SEM、EDS、显微硬度、摩擦磨损实验,对材料的显微组织、显微硬度和耐磨性进行了分析.研究表明:对于冷作模具钢DC53,10 h、NH3/CO2为15∶1、炉内气压为800～1000 Pa时,氮碳共渗效果最好;随着稀土镧(La)的加入,渗层变厚且渗层与基体更致密,表层到心部的硬度梯度更小,氮碳共渗效果更佳.     

用维氏硬度法测渗碳、碳氮共渗渗层深度的几点说明

HB5493—《航空钢制件渗碳、碳氮共渗渗层深度测定方法》已经颁布实施。HB5493是HB5023—《钢的渗碳、碳氮共渗、氮化层深度测定方法》中《钢的渗碳、碳氮共渗渗层深度测定方法》部分的修订版。内容上除保留原标准中高倍组织测定法、低倍组织测定法及断口测定法外,增加了用维氏硬度法测渗层深度,并且是推荐     

45钢奥氏体氮碳共渗的组织结构及摩擦学性能

利用流体法研究了对４５钢铁素体及奥氏体作氮碳共渗处理的工艺；为便于比较，同时对４５钢进行了淬火＋低温回火处理。通过金相观察，显微硬度和Ｘ射线衍射分析，测定了两种氮碳共渗系数及耐磨性能，并使用轮廓仪测定了试样表面的粗糙度。结果表明，奥氏体氮碳共渗后试样表面的化合物层由两层组成，表层为Ｆｅ３Ｎ次表层为富含氮、碳的马氏体及奥氏全；而经铁素体氮碳共渗处理的试样，其表面的化合物层只有一层（由Ｆｅ３Ｎ及少量的     

第4章 表面合金化

把一种或几种元素渗入基体金属(或合金),改变其表层成份和组织,并提高其使用性能的方法,称为表面合金化或化学热处理。化学热处理的原理以及在钢铁基体上渗碳、碳氮共渗、氮化、渗硼、碳氮硼三元共渗、渗硫、硫氮及硫碳氮共渗等,巳在本手册第44篇的化学热处理章中作了介绍。本章只着重介绍渗铝、渗硅、渗钒、渗铬、渗锌     

稀土元素对碳氮共渗过程中渗层碳氮浓度的影响

本文研究了稀土元素对碳氮共渗过程中渗层浓度的影响。试验结果表明,稀土可使共渗表层碳氮浓度有所提高,渗层深度增加。用电子探针能谱测出渗层沿表面的碳浓度分布曲线,从而进一步证实了稀土的活化催渗作用。     

气体氮碳共渗中NH3和CO流量对低碳钢渗层组织及其性能的影响

通过调控气体氮碳共渗过程中的NH_3和CO流量来调控气氛中的氮化势和碳势,从而调控共渗层的微观组织和性能。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学分析仪研究了气体氮碳共渗过程中的NH_3和CO流量对低碳钢氮碳共渗层的微观组织结构及其性能的影响。研究结果表明:气体氮碳共渗气氛中,随着NH_3流量的增加,化合物层厚度增大但致密性降低;随着CO流量的增加,化合物层致密性逐渐增大,但渗层厚度先增大后减小。氮碳共渗过程中C的加入可抑制γ'相的形成而促进ε相的产生,过量的C会形成θ相,但是C的渗入对渗层腐蚀性能影响较小。NH_3和CO对氮碳共渗过程中的协同作用表现为,当NH_3流量增加时,可相应增加CO流量来获得较厚、致密、耐腐蚀的化合物层。     

碳氮马氏体和含氮马氏体在回火过程中的硬度变化

测试了20Cr2Ni4A钢820C碳氮共渗层中的碳氮马氏体低温回火时的硬度变化和工业纯铁经680C氮碳共渗后渗层中的含氮马氏体回火过程中显微硬度的变化。     

高速钢刀具的氧氮碳共渗试验小结

高速钢刀具的氧氮碳共渗,我们过去曾称之为"氧氮化处理",是在含有水蒸汽和活性氮、碳原子的气氛中,在表面同时渗入氧、氮、碳的过程.它是一种复合了蒸汽氧化和气体软氮化的新工艺.氧氮碳共渗剂是浓度为30～50%的甲酰胺水溶液,采取滴入井式炉直接热分解的供气方式. 刀具经表面除油、去锈和盐、碱使之呈中性后,在回火温度作1～2小时的共渗处理,使表面形成深约0.03～0.05毫米而呈蓝灰色的氧氮碳共渗层.渗层具有较高硬度,无脆性,抗粘屑和耐腐蚀的性能,赋予了刀具高的耐用度和防锈能力. X射线衍射结构分析及金相检验示出,渗层由二层组成:外层为呈分层状的氧化物(Fe_3O_4和极少量的αFe_2O_3);内层为氮碳     

金属材料表面改性技术—奥氏体氮碳共渗的进展

国际热处理联盟专用木语委员会已经将氮碳共渗正式定义为化学热处理(以前称为软氯化),它可用于金属零件,以形成表面氮碳富集的化合物层,并在该层下面形成富氮扩散区。铁素体氮碳共渗是在Fe-N-C三元系共析温度之下(即低于580℃)进行的,其扩散区处于铁素体状态,旨在使金属零件表面具有良好的耐磨性、抗疲劳与抗腐蚀性能。但是,普通碳钢经处理后,化合物层下面不具备明显硬化层。奥氏体氮碳共渗是在590～720℃进行的奥氏体状态处理,此时共     

气体碳氮共渗钢锯条性能研究

采用薄层气体碳氮共渗新工艺，对钢锯条的性能进行研究。结果表明控制锯齿渗层的成分，组织，渗深及表面硬度，消除了黑色组织，显著增加锯条的弯曲强度和挠度，减少脆性断裂，相对液体碳氮共渗锯条，可明显提高锯切性。     

42CrMo钢空气离子氮氧共渗研究

采用不同空气流量对42Cr Mo钢进行离子氮氧共渗,并和常规离子渗氮进行对比。利用金相、显微硬度计、X射线衍射仪、电化学性能分析测试仪对复合渗层的显微组织、厚度、物相、表面硬度及耐蚀性进行了测试和分析。研究结果表明,普通空气可用作42Cr Mo钢离子氮氧共渗处理的氧气源;同样温度和时间条件下,离子氮氧共渗比常规离子渗氮的渗层厚,表面显微硬度提高,硬度梯度更加平缓。同时,渗层中物相含微量Fe3O4,起到提高耐蚀性的效果。同时,研究发现,空气流量0.3 L/min为最佳工艺参数。     

槽电压对纯铁表面液相等离子体电解硼碳氮三元共渗层摩擦磨损性能的影响

利用液相等离子体电解渗技术分别在340,360V和380V槽电压下对纯铁进行硼碳氮三元共渗(PEB/C/N)表面处理。分析纯铁表面PEB/C/N共渗层的形貌、成分、相组成和显微硬度分布。采用球-盘摩擦磨损仪评估槽电压对渗层摩擦磨损性能的影响,并分析渗层与ZrO_2球对磨时磨损机理。纯铁表面的PEB/C/N三元共渗层厚度随着放电电压升高而增大,最高硬度也相应增加。380V处理1h后硼碳氮三元共渗层中渗硼层和过渡层厚度分别达到26μm和34μm,渗层最高硬度可以达到2318HV。硼碳氮三元共渗层的磨损率仅为纯铁基体的1/10。硼碳氮共渗处理大幅度降低纯铁的摩擦因数和磨损率,但不同槽电压下制备的PEB/C/N共渗层的摩擦因数和磨损率变化较小。     

空气流量对45钢离子氧氮共渗的影响

首次采用空气、氮气和氢气混合气源对45钢进行离子氧氮共渗,并研究空气流量对渗速和组织性能的影响。采用金相显微镜、X射线衍射、电化学工作站对处理后的45钢进行测试和分析。研究结果表明,在离子氧氮共渗过程中添加适量的空气比传统离子氧氮共渗有显著的优势,其中空气流量为0.2 L/min时获得最佳渗层厚度与耐蚀性。温度550℃、保温4h工艺条件下,渗层厚度达到约60μm,是传统离子渗氮的2倍以上;耐腐蚀性也比传统离子渗氮有进一步提高。0.2 L/min的空气流量得到的铁氧化合物主要是Fe_3O_4,空气流量≥0.4 L/min时,Fe_2O_3相增加,氮氧共渗效果变差。