4Cr13不锈钢渗硼工艺及渗层组织研究

采用添加稀土化合物及优化工艺参数的方法解决了4Cr13不锈钢渗硼问题。通过正交试验法获得4Cr13钢渗硼工艺为：温度为920℃，时间8h，最佳稀土加入量为0.5%(质量分数）。借助于金相显微镜、X射线衍射仪及显微硬度计，观察和分析了加稀土前后渗层的组织、表面和次表面的相结构以及渗层的显微硬度分布。结果表明：加稀土元素后，渗层厚度提高，硼化物的组织形态及致密度明显改善，表面获得以Fe2B、(Fe,Cr)2B为主的组织，渗层脆性降低。     

钢的低温渗硼剂的研制

在经过初步选择渗剂的基础上,采用正交试验优化选择研制了低温渗硼剂的最佳配方.通过金相分析、显微硬度测定等实验,分析了低温渗硼层的显微组织、硬度分布.结果表明,正交试验能有效减少试验次数,获得最佳渗剂配方;该低温渗硼剂能较好地实现低温渗硼,渗硼层呈梳齿状,致密、疏松孔洞少,硼化物前沿没有明显的过渡区,也无明显的富碳区;渗硼层显微硬度梯度比较平缓,渗层与基体结合较好.     

钢的低温渗硼剂的研制

在经过初步选择渗剂的基础上,采用正交试验优化选择研制了低温渗硼剂的最佳配方,通过金相分析、显微硬度测定等实验,分析了低温渗硼层的显微组织、硬度分布。结果表明,正交试验能有效减少试验次数,获得最佳渗剂配方;该低温渗硼剂能较好地实现低温渗硼,渗硼层呈梳齿状,致密、疏松孔洞少,硼化物前沿没有明显的过渡区,也无明显的富碳区;渗硼层显微硬度梯度比较平缓,渗层与基体结合较好。     

45钢稀土氮碳硼共渗层的摩擦学性能研究

采用AMSLER型磨损试验机，在油润滑条件下，对经稀土氮碳硼和氮碳硼共渗的45钢进行滑动磨损试验，研究了渗层的组织结构及硬度对45钢耐磨性的影响，并探讨了共渗层的磨损机制．结果表明，45钢稀土氮碳硼共渗处理后抗磨性能提高3～4倍，摩擦系数减小近2倍；共渗层硬而脆的特点使其在摩擦接触应力的作用下发生塑性变形破坏．     

稀土氮碳硼共渗工艺的研究

在以往试验研究的基础上,设计并研究了稀土氮碳硼共渗新工艺．试验发现,应用６５０℃×３ｈ冷至 ５７０℃×３ ｈ的稀土氮碳硼共渗工艺处理后的 ４５钢表面,其最高硬度可达 １０５０ Ｈｖ,最大层深可达 ０．４０ ｍｍ,耐磨性、耐蚀性获得了明显提高,电子探针检测证实,稀土元素深入了钢的表面,起到了明显的摧渗、改性作用．     

稀土元素对碳氮共渗组织和性能的影响

本文研究了稀土对气体碳氮共渗动力学过程、渗层成分和组织结构、渗层性能的影响。通过优化选择了合适的稀土种类，加入量和工艺参数。结果表明，稀土具有明显的催渗作用，与不加稀土相比，可使渗速提高３０％；表层中碳、氮含量增加，碳化物的数量增加、颗粒变得细小、弥散且向内延伸分布，马氏体和残余奥氏体细化；渗层硬度提高，显微硬度分布趋于合理；在高负荷下渗层的耐磨性提高约３０％，经该技术处理的饲料压模的寿命大幅度提     

改善渗硼层性能的研究

通过对单－渗硼、硼－氮共渗．硼－氮复合渗、硼－锆共渗和硼－土共渗等方法所得到的铁－硼金属间化合物分别进行了硬度梯度，脆性和耐磨性试验。试验证明，无论是复合渗还是共渗，其渗层性能都优于单－渗硼层，其中以硼－稀土共渗渗层的性能最佳．在本文试验条件下，与单一渗硼层相比，共渗和复合渗渗层的脆断强度提高３０％～５４％，相对脆性降低４７％～１１６％，相对耐磨性提高３２％～１０９％．     

稀土对45钢固体硼氮共渗过程的影响

研究了稀土对４５钢固体硼氮共渗工艺、渗层成分、组织、耐磨性及断口形貌的影响。试验结果表明,稀土的加入使渗速增大,渗层中Ｂ,Ｎ含量特别是Ｎ的含量增加,硼化物针齿变得细密、直长;且ＦｅＢ的相对含量减少,Ｆｅ２Ｂ相增加,渗层耐磨性提高,同时稀土增加了过渡区厚度,减少裂纹源。生产应用证明,稀土硼氮共渗可使烟机配件的使用寿命大幅提高。     

稀土元素对碳氮共渗组织和性能的影响

本文研究了稀土对气体碳氮共渗动力学过程、渗层成分和组织结构、渗层性能的响。通过优化选择了合适的稀土种类，加入量和工艺参数。结果表明，稀土具有明显的催渗作用，与不加稀土相比，可使渗速提高３０％；表层中碳、氮含量增加，碳化物的数量增加、颗粒变得细小、弥散且向内延伸分布。马氏体和残余奥氏体细化；渗层硬度提高，显微硬度分布趋于合理；在高负荷下渗层的耐磨性提高约３０％，经该技术处理的饲料压模的寿命大幅度提高。电子能谱分析和物相分析表明，稀土元素渗入渗层并形成稀土化合物相，起到微合金化作用。     

氮在硼氮复合渗中的作用机理

分析研究试验了氮对渗硼层深度、显微硬度、相结合的影响。结果表明，当氮的加入量为1．5wt/％时，氮的渗入对后续渗硼过程有阻碍作用，而当添加量为5wt％时，氮对渗硼有催作用；另外，氮的渗入有利于强化过渡区，从而使硬度梯度变暖，有利于得到单一的Fe2B相。