氩弧重熔对Q235钢B-C-N渗层冲蚀磨损性能的影响

研究了氩弧重熔对Q235钢B-C-N共渗层的组织结构、水冲蚀磨损及海水介质腐蚀磨损性能的影响。XRD分析显示,共渗层由FeB、Fe2B、Fe3B、Fe2N、Fe8N和Fe3C相组成,氩弧重熔层由Fe2B、Fe3N、Fe8N、Fe3C和Fe23(B,C)6相组成;共渗层显微硬度最高值为1198.4HV,重熔层最高硬度值为1192.8HV,但硬度梯度变化平缓;在水介质冲蚀及海水介质腐蚀磨损试验中,重熔层的耐磨性均优于共渗层。     

Q235低碳钢等离子体电解硼碳共渗处理及性能分析

采用液相等离子体电解渗方法对Q235低碳钢进行硼碳共渗(PEB/C)处理,研究了Q235低碳钢表面硼碳共渗层的形貌、结构和显微硬度。评估了PEB/C处理前后Q235钢的电化学腐蚀性能,以及以GCr15钢球作为摩擦副在不同载荷条件下PEB/C渗层的摩擦磨损特性。结果表明,经过PEB/C处理后(330V/30min),形成厚度约为20μm并主要由Fe2B相组成的渗硼层。PEB/C处理轻微提高了Q235钢的耐腐蚀性能,但明显降低了Q235低碳钢与GCr15钢球对磨的摩擦因数和磨损率。当载荷为5N时,PEB/C样品的摩擦因数和磨损率分别是Q235钢基体的1/4和1/59。     

不同电源等电位离子钨钼共渗的研究

利用脉冲单电源和直流单电源,分别在Q235钢表面进行等离子钨钼共渗.通过对不同电源钨钼共渗试样的渗层组织、渗层成分分布、晶体结构、渗层硬度分布的检测和比较,分析了2种电源对等离子钨钼共渗的影响.结果表明,利用单一电源均可在Q235钢表面形成明显反应扩散层;在相同工艺下,采用脉冲电源所得到的试样渗层厚度较采用直流电源的渗层厚度增加了18.1%;脉冲电源试样表面W、Mo含量(质量分数,下同)分别约为8.4%和9.8%,直流电源试样表面W、Mo含量分别为8.2%和8.9%,可见2种电源渗层表面含W、Mo量相差不大;2种电源渗层相结构均为Fe_7W_6和Fe_3Mo金属间化合物相;钨钼共渗后渗层硬度提高不明显.     

脉冲单电源铬镍共渗层耐酸腐蚀性研究

采用脉冲单电源等离子渗金属技术,在Q195钢表面进行铬镍共渗工艺。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析了铬镍共渗层的表面相组成、表面微观形貌和表面成分。采用电化学测量仪测定铬镍共渗层分别在1mol/L H2SO4、1mol/L HNO3溶液中的极化曲线,研究其腐蚀形貌,并与未处理的Q195钢试样进行对比分析。结果表明,铬镍共渗层的主要相成分为Fe-Cr-Ni固溶体;铬镍共渗层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密;表面成分的相对含量为Cr 16.14%、Ni 48.16%、Fe 35.7%(质量分数)。在HNO3溶液中,未处理的Q195钢试样表面为严重的面腐蚀,铬镍共渗层表面几乎未被腐蚀,后者比前者的耐蚀性提高了658倍;在H2SO4溶液中,未处理的Q195钢试样表面为严重的点蚀,而铬镍共渗层表面状态良好,后者比前者的耐蚀性提高了90倍。铬镍共渗层耐硝酸腐蚀性能优于耐硫酸腐蚀性能。     

Q235钢表面TiN陶瓷化与Cr-Mo共渗表面强化耐腐蚀性能研究

介绍了一种在Q235钢表面用等离子直接复合渗镀合成氮化钛的方法.该工艺方法形成的组织是Ti固溶体扩散层上分布弥散细小氮化钛颗粒和表面氮化钛沉积层,沉积层与渗层和基体为冶金结合,不会产生剥落.渗镀层表面硬度1600～3400HV.X射线衍射结果表明,渗镀层表面为纯氮化钛层,(200)晶面的衍射峰最强,具有明显的择优取向.在Q235钢表面进行双层辉光离子铬钼共渗,表面Mo含量达到4%(质量分数,下同),Cr含量达到12%.然后进行超饱和渗碳,表面含碳量达到2.0%以上,超过平衡碳计算值.随后进行淬火 低温回火热处理,使表面合金层获得马氏体基体上均匀分布的细小弥散碳化物组织,没有共晶莱氏体.经X射线衍射分析,渗层碳化物类型为M23C6,M6C和M2C,尺寸小于5μm.表面硬度达到1100HV.将等离子复合渗镀合成氮化钛试样与双层辉光离子渗铬试样,在10%硫酸、5%的盐酸、3.5%NaCl水溶液和H2S富液(含H2S 5～8g/L,NH3·H2O20g/L)中,进行电化学腐蚀实验.结果表明,渗镀试样比铬钼共渗试样耐蚀性能分别提高了84,11.67,1.15,21.15倍.     

稀土催渗对耐蚀氮化的影响

针对Q235钢采用常规气体氮化,其耐腐蚀性能日渐不能适应工程应用要求的问题,探索了添加稀土催渗剂对Q235钢进行稀土催渗氮化的方法.详细研究了渗氮工艺对氮化层厚度的影响.测量了渗氮试样表层硬度沿渗层深度的分布及耐蚀性能与渗氮工艺的定量关系.所有实验与观察均为稀土与常规2种渗氮试样在相同条件下平行操作并做对比分析.采用X光荧光谱仪测量了渗层稀土元素的分布.用X射线衍射仪测量了渗层的相组成.用金相显微镜观察了2种渗氮试样的显微组织.研究结果得出,稀土催渗氮化比常规氮化显著增加了氮化层的厚度,其显微硬度与耐腐蚀性能大幅提高.600℃下渗氮2 h为最适宜的稀土氮化条件.     

双辉等离子表面Ni-Cr合金渗层的组织及耐蚀性能研究

采用双层辉光等离子表面冶金技术在Q235钢表面制备Ni-Cr合金渗层,对合金渗层的组织特征、成分和耐蚀性能进行了研究.结果表明:Ni-Cr合金渗层与基体呈现良好的冶金结合状态;渗层中Ni,Cr元素含量由表及里逐渐减少,厚度约为30μm,渗层主要物相为Ni2.9Cr0.7Fe0.36.电化学极化试验表明经Ni-Cr共渗处理后试样的耐蚀性明显优于基材,且Ni-Cr合金渗层的保护效率高达99.7468%,而孔隙率仅有0.2%.     

碳钢表面陶瓷化与铬钼共渗耐腐蚀性能研究

介绍了一种在Q235钢表面用等离子直接复合渗镀合成氮化钛的方法.该工艺方法形成的组织是Ti固溶体扩散层上分布着氮化钛颗粒和氮化钛沉积层,沉积层与基体为冶金结合.渗镀层表面硬度为1 600～3 400 HV.将形成的氮化钛试样与表面进行双层辉光离子铬钼共渗及后续强化处理的试样进行电化学测试和耐腐蚀试验对比,结果表明:在10%硫酸、5%盐酸、3.5%NaCl水溶液和H2S富液(含5～8 g/LH2S,20 g/L NH3·H2O)中,渗镀试样比铬钼共渗试样耐蚀性能分别提高了84.00,11.67,1.15,21.15倍.     

双辉C、N、Ti渗入顺序对渗层组织及性能的影响

本文利用双辉技术在20钢表面设计了六种不同顺序C、N、Ti三元共渗的工艺方案,以研究合金元素渗入顺序对渗层的影响.用金相显微镜、EDS、XRD、划痕仪、磨损仪分别对渗层的微观组织、成分、物相、结合力、耐磨性进行了表征.结果表明:不同的合金元素渗入顺序会对渗层的形成、组织、结构及性能产生很大的影响;采用方案1～3未能在基体表面形成渗层;采用方案4得到约7μm厚渗层,渗层内含有固溶相Ti2C0.06和Ti2N,渗层的表面硬度和耐磨损性能分别较基体提高了3倍和1倍多;采用方案5、6均能获得渗层厚度为40μm、含硬质相TiC、TiN的渗层,渗层与基体结合良好,其表面硬度超过2100HV,表面耐磨损性能较基体提高了8倍以上.     

304奥氏体不锈钢粉末渗硅层的结构和性能

为了提高高镍铬含量不锈钢的抗渗碳性,探索了奥氏体不锈钢表面的渗硅效果.通过扩散处理,在304奥氏体不锈钢表面获得了结构致密的渗硅层.应用SEM电镜和EDS能谱分析、显微硬度测定等方法观察了渗硅层的微观结构及其性能.结果表明,渗硅层厚度达50μm以上,为典型的柱状晶结构;渗层晶粒中由里到外的硅浓度分布区间为12.24%～20.93%;相应的微观组织的细密程度由表及里呈梯度分布,与基体结合处呈纳米晶结构;显微硬度由里到外在406～477 HV1N.缺口断裂法试验结果表明,渗硅层与钢基体结合十分良好.