等离子渗铬及复合强化处理提高耐磨性能的研究EI

利用铬与-αFe无限互溶,含铬的共晶碳化物与二次碳化物形成机理不同,首先在Q235钢和45钢表面渗入合金元素铬,形成高铬合金扩散层,表面含铬量达到40%(质量分数,下同)以上,并在一定范围内使表面合金层铬含量呈梯度分布。利用铬是碳化物形成元素,进行等离子渗碳,因为碳化物形成温度低,在高铬合金层中固体形核长大,所形成的含铬碳化物弥散、细小、均匀。虽表面含碳量达2.8%以上,但是没有共晶碳化物。经淬火及回火处理,表面硬度在HV1800以上。磨损实验表明:与对磨淬火GCr15钢相比,耐磨性能提高7倍以上。     

等离子表面Mo-Cr低合金高速钢的摩擦学特性

为了研究Q235钢表面冶金形成Mo-Cr低合金高速钢的摩擦学特性,利用双层辉光离子渗金属技术,在Q235钢表面进行Mo-Cr共渗,随后进行超饱和渗碳、淬火及回火复合处理.研究结果表明:Mo-Cr共渗层厚度在100 μm以上,表面Mo含量可达20%,Cr含量达到10%,超饱和渗碳表面含碳量超过2.0%,表面成分接近钼系高速钢.淬火及回火后表面硬度达到1300HV,超过一般冶金高速钢.磨损试验表明,摩擦系数随着接触应力的增加而增大,平均相对耐磨性是GCr15渗碳淬火钢的2.2倍.     

真空等离子渗碳技术及其设备的研究

本文介绍了等离子渗碳的基本原理及其特点。较详细的介绍了ＺＬＣＤ－６５－５０型真空等离子渗碳炉的主要技术参数及其结构特点，以及工艺参数的控制与选择范围。并介绍了该设备的重要部件阴极输电装置，及用丙酮－氨气作为渗剂的等离子渗碳工艺方法。     

双辉低温(560℃)等离子渗铬的工艺研究

采用离子氮化 双辉等离子渗铬的复合工艺(首先对T10钢进行550℃x8h离子氮化,再进行560℃双辉等离子渗铬,渗铬完成后试样随炉冷却),研究了源极电压、阴极电压、极间距、工作气压、预氮化保温时间、渗铬保温时间等工艺参数对双辉等离子渗铬的影响,得出了本工艺条件下的最佳工艺参数.结果表明,在8h预氮化极间距50～60mm,阴极电压-275～325V、源极电压-750～-850V、渗铬气压25～35Pa的工艺条件下,渗层厚度约30μm,沉积层铬浓度达55%以上,扩散层铬浓度呈梯度分布;渗层由沉积层 扩散层组成,沉积层组织致密,与基体结合紧密,扩散层晶粒细小,碳化物弥散,不改变试样原始的基体组织;经X射线衍射分析,表层物相由Fe-Cr、CrN、Cr7C3、Cr23C6等组成,表面硬度达1000～1250HV,且呈梯度分布.     

40 Cr表面双辉低温等离子渗铬后的结构与耐蚀性能

金属表面双辉低温等离子渗铬可提高金属耐蚀性,且不损坏其组织和性能等.在650℃对40Cr钢表面进行双辉低温等离子渗铬,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、辉光放电剥层成分分析仪、X射线衍射仪及电化学腐蚀性能测试对渗铬试样的形貌、成分、元素分布、相结构和耐蚀性能等进行了研究.结果表明:40Cr表面沉积层厚4～5μm,沉积层与基体间出现少量的脱碳层,基体组织均匀、晶粒细小;渗镀试样内铬元素呈梯度分布;基材渗铬后表面铬含量提高,渗铬试样氮化后表层物相以CrN为主;与基材相比,渗铬试样在1 moL/L NaCl溶液中的抗点蚀能力增强,耐腐蚀性能提高.     

钽表面的甲烷等离子渗碳改性技术研究

为了增强钽表面的高温抗氧化、抗腐蚀性能, 使用基于空心阴极效应的离子渗碳法, 以氩气和甲烷作为渗碳气体对钽片表面进行渗碳实验, 利用X射线衍射、扫描电镜、俄歇电子能谱分别对改性层进行成分、形貌及元素化学状态等分析。实验结果表明, 在渗碳温度1300℃, 渗碳时间20 min的条件下可以得到由Ta C与Ta2C两相组成、厚度约为6μm的渗碳层, 其中表层Ta C厚度约为3.5μm, 过渡层中碳含量呈梯度分布。渗碳后样品改性层表面变得致密并消除了基体的孔洞缺陷。碳与钽的俄歇峰位变化说明渗碳过程中碳元素进入了样品表面并与钽结合, 渗碳过程中表层组分逐渐由金属钽向Ta C转变。     

低压等离子喷涂铬涂层的性能表征

钼基材料可作为动密封环的基体材料,但其在高温高速条件下的硬度及耐磨性不够,必须在密封端面覆盖一层硬度高、耐磨性能优良、可靠性高的表面保护层--铬.目前在钼基材料上制备电镀硬铬镀层的技术还不成熟.为此,以低压等离子喷涂的方法,通过调整喷涂参数和喷涂气氛,特别是适当地控制空气分压,最终获得了均匀、致密并与基体结合良好的铬涂层.结果表明,最佳空气分压为8.0～16.0 kPa,所得涂层硬度高,耐磨性能优良.     

TiAl合金表面等离子渗铬工艺

用双层辉光离子渗金属技术,在TiAl合金表面渗入铬元素,形成合金层。研究了温度、气压、源极电压、阴极电压等工艺参数对渗层成分、厚度及显微组织的影响。结果表明,在源极电压700V、阴极电压450-280V、极间距18mm、试样温度1050℃、工作气压25Pa和保温时间4h的工艺参数条件下,渗铬层厚度可达60μm,渗层成分呈梯度分布,表面硬度明显提高。     

温度对40Cr13钢等离子表面渗铌层组织的影响

为提高马氏体不锈钢的耐蚀和耐磨性能,选择40Cr13不锈钢为基材、纯铌板为靶材,采用双辉等离子表面冶金技术在不锈钢表面制备合金化层.用SEM、GDOES、XRD等方法分析渗铌温度对铌合金层组织、成分、相组成、表面形貌及硬度的影响,并对渗层形成机制及表面硬化机理进行了研究.结果表明:在900~1 000℃形成的铌合金层组织均匀致密,合金层主要由Nb2C、Nb C、Fe2Nb、Cr2Nb及铌组成;合金层表面粗糙度随渗铌温度的提高而增加;合金层厚度随渗铌温度改变发生不同变化规律,950℃渗铌形成的渗层约13μm,900和1 000℃渗铌后合金层厚度均为7μm左右;不同温度渗铌后试样的表面硬度与基体相比均有较大幅度的提高,1 000℃渗铌后试样表面硬度高达约985 HV0.025,900℃渗铌后约758 HV0.025,而950℃渗铌后表面硬度最低,约698 HV0.025.     

等离子表面冶金Cr、Mo高速钢的研制

介绍了一种在铁碳合金表面进行等离子合金化及热处理的技术.在低碳钢表面渗入合金元素Cr、Mo,表面含量分别达到4%和12%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面含碳量达到2.0%以上,合金化层成分接近钼系高速钢.形成的碳化物细小、均匀、弥散,没有粗大的共晶莱氏体组织.试样经深冷处理后表面硬度达到1600Hv.经X射线衍射分析,表面碳化物晶体结构相主要是有M23C6、M6C和M2C,尺寸≤1μm.     

铝合金等离子体基离子注入形成AlN/TiN层及其耐磨性能

用X射线光电子能谱 (XPS)和小掠射角X射线衍射 (GAXRD)研究了铝合金LY12等离子体基离子注入形成AlN/TiN改性层的成分分布及相结构 .在此基础上测量了改性层的纳米硬度 ,并进行了摩擦磨损试验 .结果表明 ,氮和钛都能有效地注入到铝合金里 ,后注入的元素对先注元素的含量和分布有重要影响 .钛、氮同时注入在试样表面形成一层稳定的钛、氮化合层 .和未改性试样相比 ,所形成的AlN/TiN改性层纳米硬度及承载能力都提高 5倍以上 .在低滑动载荷下 ,摩擦系数减小 70 %以上 ,耐磨性提高近 10倍 ,耐磨寿命提高了近 6倍 ,粘着磨损程度显著减轻 .随着载荷的增加 ,相应的耐磨性能有所降低 .适当的改性层结构及其中分布的TiO2 、TiN、TiAl3、Al2 O3、AlN等相是性能改善的主要原因     

Effect of carbon content of substrate on alloying layer in double glow plasma surface alloying

Surface age-hardening high-speed steel has been formed on the surface of different substrates by double glow plasma surface alloying (DGPSA) technique, which possesses many excellent properties such as high hardness, high anti-temper stability, high wear resistance, etc. The hardness of the surface alloying layer is mainly determined by the construction of alloying layer as thickness, element distribution, structure and constituent phases of the alloying layer. In this paper, composition of the alloying layer and its constituent phases were studied for different substrates after the plasma surface alloying with W, Mo and Co. The results showed that the thickness, distribution of elements, structure and constituent phases of alloying layer were influenced greatly by the carbon content of the substrate. It is found the increase in the carbon content in the sample substrate decreases the depth of the surface compound layer. The constituent phases of the surface layer were (FeCo)₇ (WMo)₆-type μ phase, (FeCo)₂ (WMo)-type laves phase and W (Mo) solid solution for the ingot and 20 steel and MC-type carbide and M₆C-type carbide for the 45 steel and the T8 steels, respectively. The surface alloying layer exhibited high hardness of 1200-1400 HV_0.2.The thickness of the surface alloying layer was 120 μm for ingot, 50-95 μm for 20, 45, T8 steels. The advantage of the DGPSA is that thick alloying layer is formed without adhesion problem, almost every metal including W, Mo can be surface-alloyed without environment contamination problem.     

Structure and properties of strengthening layer on Hardox 450 steel

The microstructure and microhardness distribution in the surface of low-carbon Hardox 450 steel coated with alloyed powder wires of different chemical compositions are studied. It is shown that the microhardness of 6–8?mm-thick surfaced layer exceeds that of base metal by more than two times. The increased mechanical properties of surfaced layer are caused by the submicro and nanoscale dispersed martensite, containing the niobium carbides Nb₂C, NbC and iron borides Fe₂B. In the bulk plates, a dislocation substructure of the net-like type with scalar dislocation density of 10¹¹?cm^?2 is observed. The layer surfaced with the wire containing B possesses highest hardness. The possible mechanisms and temperature regimes of niobium and boron carbides in surfacing are discussed.     

烧结Cr15高铬铸铁组织与性能的研究

为研发耐磨性能优良、成本相对低廉的高铬铸铁,本文分别以亚共晶、过共晶的水雾化Cr15高铬铸铁粉末为原料,采用超固相线液相烧结工艺制备了烧结高铬铸铁(SHCCI),并对其显微组织、力学性能和冲击磨粒磨损工况下的耐磨性能进行对比研究。结果表明,烧结高铬铸铁主要由M7C3碳化物、马氏体和奥氏体组成;在亚共晶烧结高铬铸铁中,通过电解腐蚀萃取的M7C3碳化物三维形貌呈珊瑚状,沿晶界均匀分布,材料抗冲击耐磨性能优良;在过共晶烧结高铬铸铁中,优先形成的初生碳化物可能成为共晶碳化物的生长基底,形成核-壳结构的M7C3碳化物,沿晶界相互连接呈网状,严重割裂基体。亚共晶、过共晶烧结高铬铸铁的力学性能分别为:硬度HRC63.9、HRC64.3,冲击韧性7.92、3.04 J/cm^2,抗弯强度2112.65、1624.87 MPa。     

Preparation and characterization of molybdenum carbides/carbon composites with high specific surface area

Molybdenum carbides/carbon composites (MCCs) with high specific surface area were prepared using the direct carbonization of a mixture of hydroxylpropyl cellulose, polyvinyl alcohol, K₂MoO₄ and K₂CO₃ at 900 °C in flowing Ar. X-ray diffraction pattern showed the formation of α-Mo₂C with small amount of Mo₃C₂ in carbon matrix. The particle size of carbides in MCCs varied from ca. 50 nm to 5 μm by changing the precursor ratio. The BET specific surface areas of the synthesized MCCs could be controlled from 400 to 1200 m²/g depending on the amount of K₂CO₃ added during the preparation by increasing the microporosity.     

高比表面积碳化钼/碳复合体的电化学性能研究

采用直接碳化法,羟丙基纤维素(HPC)、聚乙烯醇(PVA)、钼酸钾(K2MoO4)和碳酸钾(K2CO3)的混合物于900℃氢气氛围下碳化,制备了高比表面积碳化钼/碳复合体(MCCs).应用XRD、TG、SEM和电化学方法对其进行了表征和性能研究.XRD图谱表明,碳基上合成了α-Mo2C及微量Mo3C2.加入K2CO3增...     

Microstructures and wear properties of in situ formed composite coatings produced by laser alloying technique

Laser-surface alloying of titanium alloy Ti-6Al-4V with C and Si mixed powders has been carried out. The composite coatings, thickness of about 0.7 mm, mainly consisting of titanium carbides and silicides, have a hardness of about 1500 HV_0.1, and the wear resistance is 4 times more than that of the as-received.     

铸铁表面激光熔敷层的抗裂性和耐磨性

采用免预热多道搭接的激光熔敷工艺，在铸铁表面制备出抗裂耐磨的激光熔敷层，研究了激光功率和扫描速度对熔敷层抗裂性的影响。适当的激光功率和扫描速度可以使铁基熔敷层的裂纹率最低．随着Ni含量的增加，熔敷层内奥氏体相体积分数增加；K可促进共晶碳化物团球化，熔敷层抗裂性增强．通过对铸铁表面激光熔敷层裂纹的萌生与扩展的动态观察，揭示了熔敷层开裂的微观机制．裂纹易在粗大渗碳体区或石墨与奥氏体的界面处萌生，奥氏体可明显抑制裂纹的扩展．Ti含量增加使熔敷层中原位自生的TiC的体积分数增大，熔敷层磨损质量损失减少，耐磨性增强．