铬硼、铬钛共渗

钢铁零件经渗铬、渗硼处理后,表面均能获得高硬度(HV 1400～2000),具有良好的耐磨、耐腐蚀、抗高温氧化和抗疲劳性能,但是,渗铬层深度较浅;渗硼层脆性较大,并且在高于850℃时抗氧化性能差。因此,近十多年来为了改善零件表面的综合使用性能,国外出现铬硼、铬钛二元共渗新工艺,据资料介绍,铬硼共渗层深度比渗铬层深,具有良好的抗蚀性和较低的脆性;铬钛共渗层具有高硬度(HV>2200)及良好的耐蚀性。所以引起国内外热处理工作者的重视。下面把我们最近的试验结果介绍如下。     

降低渗硼层本质脆性对其磨粒磨损特性的影响

利用MM-200型磨损试验机,研究了通过固体硼铬稀土共渗降低渗硼层本质脆性对其磨粒磨损特性的影响。并进行了应用试验,同时利用固体与分子经验电子理论对含铬Fe2B相的价电子结构进行了分析,结果表明,脆性的下降可使渗硼层的耐磨粒磨损性能提高0.27-0.80倍,而且实际应用效果显著,铬原子的溶入改变了Fe2B相的价电子结构,从而使渗硼层的本质脆性降低。     

拉伸模具固体渗硼工艺的改进

从金相组织方面说明了采用同一固体渗硼工艺，40Cr钢的固体渗硼组织优于GCr15钢；同时从渗硼后的残余应力方面论述了渗硼后进行淬火加中温回火，可以减轻渗层脆性剥落，充分发挥渗硼层的耐磨性。附图4幅。     

感应加热渗硼

随着渗硼工艺的应用日趋广泛,解决渗硼层脆性已是当务之急。目前降低脆性的有效方法是进行共晶化渗硼处理,以得到软硬相配的组织,取代普通渗硼由硬脆相组成的连续硼化物层。但此工艺若在炉中进行,则加热时间长,基体组织也会因加热温度高而粗化。我们从1981年开始在高频上进行一次加热获得共晶型渗硼层的试验工作,探索出一些规律,获得了成功。这种     

提高3Cr2MoWVNiRe钢热冲头寿命途径

本文研究了常规渗硼处理与硼氮复合渗不同处理对3Cr2MoWVNiRe电渣钢制热冲头寿命的影响。硼氮复合渗层既有渗硼层的高硬度、高红硬性、高耐磨性、比单渗硼低的脆性，又有良好的强硬化过渡层对渗层的支撑能力，充分发挥渗硼和渗氮各自优势，弥补各自不足，使用寿命比单一渗硼提高4－6倍，技术经济效益显著。     

减轻渗硼层脆性的措施

综合分析了硼化物层的系列致脆因素,提出了若干减脆措施.添加镍、过渡族元素和稀土元素能够有效地降低渗硼层的本质脆性.依靠钢的精选、工艺材料的净化、多元渗硼及后续热处理工艺参数的优化等也可减小脆性.其中多元渗硼、激光重熔技术和自蔓延高温渗硼共晶化效果最为显著.     

5CrNiMo钢渗硼层激光处理

渗硼零件表面具有很高的硬度和耐磨性,良好的抗蚀性,红硬性和抗氧化性,因而受到国内外广泛的重视。近年来,渗硼理论及工艺研究取得了很大的进展,渗硼处理己广泛地应用于许多工业部门,并且在提高易损零件使用寿命和延长工模具服役时间等方面收到了显著的效果。一般说硼化物相是很脆的,但当考虑到硼化物呈针状嵌入基体的结构,并将其和基体看作一个整体,则渗硼层的脆性就不像单一的金属间化合物那么严重了。例如渗硼层的平均厚度为0.15～0.20mm,试样可延伸4%而不出现裂纹。然而对那些渗硼层针状结构不甚明显,并用作承受冲击重载的合金模具钢,降低渗硼层的脆性,增加表面强化层的深度,时提高模具使用寿命是有益的。为此就利用激光处理改变5CrNiMo 钢渗硼层组织从而改善其脆性和提高表面强化效果进行了探索性研究.     

钢的高频感应加热渗硼

高频感应加热渗硼是近年来发展起来的新工艺,国外以苏联试验研究较早,而且进行了较多的试验和理论探讨。我国盐浴渗硼和粉末固体渗硼应用较多,这些工艺存在着工艺时间长,渗硼层硬度高、脆性大等缺点,不仅影响了渗硼的应用,而且能源消耗大。为了提高渗层韧性,节约能源,我们进行了高频感应加热渗硼的研究工作。研究证明,感应加热渗硼是一种加热速度快,渗硼时间极短,节约能源,并可获得耐磨性好,韧性高的渗硼层的方法,很有应用价值。     

稀土元素对45钢渗硼层组织与性能的影响

试验表明,在一定条件下,稀土元素能提高渗剂的硼势,降低扩散激活能,使硼针粗壮,显著地增加硼化物层与过度层的厚度,还起微合金化作用,在较大幅度提高耐磨性的同时,改善了渗硼层的脆性。     

稀土元素对45钢渗硼层组织与性能的影响

试验表明,在一定条件下,稀土元素能提高渗剂的硼势,降低扩散激活能,使硼针粗壮,显著地增加硼化物层与过度层的厚度,还起微合金化作用,在较大幅度提高耐磨性的同时,改善了渗硼层的脆性。     

20CrMo渗碳钢经渗硼和渗硼氮硫处理后的耐磨性能

分别以硼铁和B_4C作为供硼剂,添加适量的供氮剂、供硫剂以及填充剂,采用粉末包埋法在20CrMo渗碳钢表面制备了渗硼层和渗硼氮硫层,分析了两类渗层的物相组成、硬度和磨损性能。结果表明:渗硼层均由Fe_2B、FeB、Fe_3C相组成,渗硼氮硫层则由Fe_2B、Fe_3N、FeS、Fe_3C相组成,未形成脆性FeB相;渗硼层和渗硼氮硫层的表面硬度、耐磨粒磨损和耐黏着磨损性能均高于渗碳钢的,且渗硼层的硬度和耐磨粒磨损性能高于渗硼氮硫层的,而耐黏着磨损性能低于渗硼氮硫层的;以硼铁为供硼剂制备的渗硼层的耐磨粒磨损性能优于以碳化硼为供硼剂的,而耐黏着磨损性能低于以碳化硼为供硼剂制备的。     

9SiCr钢稀土硼钒共渗及其应用

研究了9SiCr钢稀土硼钒共渗层组织和性能及其在模具中的应用。实验结果表明，稀土的加入对硼钒共渗具有一定的催渗作用，使渗层增厚。稀土硼钒共渗可抑制FeB相的形成，共渗层Fe2B相呈细针状楔入基体，VC呈粒状弥散分布在Fe2B齿间和Fe2B与基体的过渡层中，组织均匀，致密，渗层耐磨性和耐蚀性粒稀土硼共渗有所提高，渗层脆性有所降低。采用该工艺处理的钢管挤压内模使用寿命较长。     

钢的硼铝共渗工艺应用

对45钢电影机零件进行硼铝共渗，研究了硼铝共渗工艺，不同工艺参数对渗层厚度和组织结构的影响，结果表明，通过调整工艺参数，可以控制共渗层的组织结构，从而获得所需要的耐磨性、抗高温氧化性和低脆性。     

提高柴油机针阀偶件耐磨性的表面强化处理

本文着重于提高针阀偶件耐磨性的研究，对阀体进行高温渗硼处理，文中介绍了渗硼件的变形规律及控制方法，分析了渗硼层组织，找出控制脆性相Fe2B的方法，以获得高硬度的单相渗硼层，与之匹配的针阀进行物理气相沉积PVC处理，获得2500－2800HV的TiN层，针阀偶件高硬度的配合对提高耐磨性有重大意义。     

激光改性硼化物试验与分析

采用激光 渗硼表面处理的复合热处理工艺，以期降低渗硼层脆性，提高其耐磨性。用精密天平称重获得试样的磨损曲线，并得到了有意义的结论。     

渗硼时间对硼化层组织的影响

钢的渗硼零件没有再处理(淬火和回火)不能用于高接触压力条件下工作。薄硬的硼化层(0.1～0.4毫米)下存在软组织,在小的局部负载作用下会压弯和碎裂。渗硼零件经过淬火使底层具有高硬度,同时在硼化层中出现促成产生裂缝的拉应力。对硼化层脆性高原因的研究表明,硼化层中裂缝产生的过程是由于FeB和Fe:B相线膨胀系数不同而产生相间应力所引起的。通过许多工作得出一个结论:硬度高且脆的FeB相对零件的使用性能有坏的影响。近年来西德和日本主要是发展固相渗硼代替电解渗硼法,用电解渗硼法时,硼化层中含FeB达到60%以     

Cr 结构钢渗硼动力学的研究

为获得理想的钢铁材料渗硼工艺参数,对影响渗硼层性能的主要因素进行了对比试验。用固体渗硼技术对40Cr、40CrNi和45Cr钢分别在850℃,880℃,910℃和940℃保温条件下进行3,5,7,9个小时的渗硼处理,首先用光学显微镜观察3种钢在不同加热温度和保温时间下各种钢渗硼层的形貌和显微组织,发现渗层以齿状楔入机体。随后通过测量3种钢在不同温度下不同渗硼层深度的硬度,发现硬度峰值在1444HV0．1到1490HV0．1之间。最后通过对40Cr、40CrNi和45 Cr钢进行渗硼动力学计算与分析,得出渗硼层厚度与渗硼时间呈抛物线关系、生长速率常数随着渗硼温度升高而增加的规律;并且随着含碳量和合金元素的增加,渗硼所需的扩散激活能随之增大。     

汽轮机部件渗硼层耐固体颗粒冲蚀性能研究

为研究不同状态下固体颗粒对渗硼层性能的影响,改善汽轮机部件耐固体颗粒的冲蚀性能,采用固体渗硼技术制备渗硼层,研究了不同温度、颗粒速度、冲击角度下渗硼层的磨损率,分析温度、固体颗粒速度、粒子冲击角度对渗硼层抗冲蚀性能的影响.结果表明渗硼层在高温状态下均呈现出脆性材料的抗固体颗粒冲蚀特性,磨损率随冲击角度的增大而增大.对于高参数汽轮机喷嘴压力面常见的粒子小角度冲蚀时,渗硼涂层可以使叶片抗磨损能力提高30～60倍,在大冲蚀角度下其抗冲蚀能力也能提高3～6倍.     

降低渗硼层本质脆性对其摩擦磨损特性的影响

以固体与分子经验电子理论（EET理论）为指导,采用MM—200型磨损试验机对比研究了称为渗硼层的Fe2B相和含铬Fe2B相的价电子结构以及它们的摩擦磨损特性。结果表明,与Fe2B相相比,含铬Fe2B相的价电子结构发生了变化,导致弱键B—B键的成键能力得以提高、渗硼层的本质脆性得以改善;渗硼层本质脆性的下降提高了它的承载能力和耐磨性,而且还具有一定的减摩作用。同时对磨损机理进行了分析讨论。     

谈谈渗硼的应用

钢铁材料经渗硼后,其表面渗硼层硬度很高(可达 HV1200～2200),它不仅耐磨性好,而且还具有良好的红硬性、抗高温氧化性,以及在硫酸、盐酸和碱中的良好抗蚀性。由于渗硼层具有以上优点,再加上渗硼工艺简单、对基体材料要求不高,所以,近一、二十年来国内外广泛开展了对渗硼工艺、机理、渗剂和应用进行了研究,并取得显著成效。但与渗碳、碳氮共渗、渗氮等工艺相比,渗硼还是一种年轻的化学热处理方法,其在工业生产中大