合金渗碳钢表面低温气体多元共渗研究

通过对材料表面强化处理,可以改变材料表面的成分和结构,从而提高表面硬度.利用低温气体多元共渗技术对25CrNiMo钢试样进行处理,研究了渗层的显微组织和显微硬度.结果表明,在25CrNiMo钢的表面形成了以碳化物和氮化物为主的渗层,渗层厚度可达340μm,其表面显微硬度最高可达859HV,是基体显微硬度250HV的3.4倍.     

渗碳淬火工艺对17CrNiMo6钢渗层组织的影响

在不同的条件下,即不同的渗碳时间、不同的预备热处理工艺和不同的二次淬火温度,对17CrNiMo6钢试样进行了渗碳、淬火和低温回火。随后检查试样的显微组织,包括渗层的碳化物、马氏体、残留奥氏体和内氧化的级别,基体组织及表面硬度,以研究渗碳和淬火工艺对17CrNiMo6钢渗碳层组织和性能的影响。结果显示,经调质处理、820℃二次淬火的17CrNiMo6钢试样渗层的碳化物、马氏体、残留奥氏体和内氧化的级别均最佳,经780℃二次淬火的试样的表面硬度最高。     

截齿40CrNiMo钢碳硼复合渗的耐磨性研究

针对采煤机截齿磨损失效的问题,对采煤机截齿进行碳硼复合渗的化学热处理,利用XRD、扫描电镜进行渗层分析,并与标准试样和渗碳试样耐磨性进行对比试验。研究结果表明,碳硼复合渗的40CrNiMo钢渗硼层中物相为Fe2B;扫描电镜下测得渗层的厚度为123.56μm;碳硼复合渗的40CrNiMo钢的耐磨性是标准试样的2.17倍。     

Q235钢双层辉光等离子Mo-Cr共渗及其热处理工艺研究

对比研究了Q235钢进行双层辉光等离子Mo—Cr共渗和不同热处理工艺处理的表面层组织和性能。结果表明：Q235钢等离子Mo—Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋深冷处理＋回火的试样,表面渗层组织结构细小,碳化物分布弥散,尺寸小于1μm,表面硬度达到1600HV。摩擦磨损试验表明：Q235钢经过渗碳＋淬火＋低温回火、等离子Mo—Cr共渗＋离子渗氮、等离子Mo-Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋低温回火、等离子Mo-Cr共渗＋超饱和渗碳＋淬火＋深冷处理＋低温回火处理的试样的相对耐磨性分别为：1,1．32,1．6和2．74。     

第二相析出强化真空渗碳淬火工艺

结合第二相析出强化原理并采用基于饱和值调整法的工艺路径,使用计算软件辅助制定第二相强化真空渗碳淬火工艺,并对18CrNiMo7-6钢制圆片试样和齿轮试样进行了试验。分别测试了圆片试样与齿轮的表面硬度、淬硬层深度,并观测了圆片和齿轮试样的显微组织。结果表明,第二相强化渗碳工艺可导致在渗碳层中析出大量弥散细小且分布均匀的碳化物,其作为渗碳层中的第二相粒子,提高圆片试样表面硬度至840 HV左右,且高硬度层较深,硬度-层深曲线较为理想,可以应用在齿轮等传动部件以提高其表面硬度。     

渗碳方法对滚珠丝杠轴组织与性能的影响

对含0.18%C、1.21%Mn和1.06%Cr(质量分数)的16MnCr5钢滚珠丝杠轴分别于930℃进行了以氮-甲醇作介质的气体渗碳和以乙炔作介质的真空渗碳。渗碳后分别油淬和气淬,并180℃回火。检测了渗碳层和基体的微观组织、硬度以及至表面以下550 HV1处的深度。结果表明:采用两种方法渗碳随后淬火和低温回火的滚珠丝杠轴渗层组织均为细小的高碳马氏体和少量残留奥氏体,表面硬度高于700 HV1;气体渗碳层有12～20μm深的内氧化层,真空渗碳层基本没有内氧化;与经气体渗碳的滚珠丝杠轴相比,真空渗碳的丝杠轴基体含有少量铁素体,导致其硬度较低,外圆面、滚道和凸缘等部位的硬化层更均匀。     

等离子Mo-Cr共渗表面高速钢层的研究

在20钢表面进行等离子Mo-Cr共渗及等离子超饱和渗碳复合处理，合金层接近钼系高速钢成分。表面Mo含量达到12％左右，Cr含量达到4％左右。等离子渗碳合金层表面含碳量达到2．0％以上，超过了平衡碳的计算值。经X-射线衍射分析，碳化物主要类型为M23C6、M7C3、M6C型，尺寸1μm左右。试样经随后淬火 低温回火和淬火 深冷处理(-196℃) 低温回火两种工艺，使表面高速钢层获得马氏体基体上均匀分布的细小弥散的碳化物组织，没有粗大的共晶莱氏体碳化物。经深冷处理的试样表面硬度达到l600HV，明显高于未经过深冷处理工艺的高速钢层表面硬度(1000HV左右)。用WTM-1E球盘式摩擦磨损试验仪，进行摩擦磨损试验。结果表明：经等离子复合处理的表面高速钢层，与渗碳淬火及低温回火的试样对比，摩擦因数减小，仅有0．07～0．08。     

18CrNiMo7-6和20CrNi2Mo钢渗碳工艺参数优化与应用

对不同渗碳工艺下的18CrNiMo7-6和20CrNi2Mo钢淬火后进行显微组织观察和硬度测试.结果表明,为使18CrNiMo7-6钢获得弥散分布的颗粒状碳化物的渗层组织和较高的表面硬度,采用的强渗和扩散碳势分别为1.05%和0.80%,20CrNi2Mo钢采用的强渗和扩散碳势分别为1.25%和0.90%.造成这种差异的主要原因是18CrNiMo7-6钢中富含碳化物形成元素Cr,而20CrNi2Mo钢富含非碳化物形成元素Ni.     

16MnCr5钢大马力柴油机凸轮轴渗碳淬火组织演变

通过光学显微镜、扫描电镜、XRD测试、硬度梯度测试等研究16MnCr5低碳合金钢凸轮轴渗碳淬火+低温回火后沿径向的显微组织和硬度。结果表明,940 ℃强渗适用于16MnCr5钢凸轮轴,显微组织沿凸轮轴径向变化明显,渗碳层表面组织为高碳的针状马氏体和10%左右的残留奥氏体,表层硬度可达750 HV,有效硬化层深度可达1.5 mm以上,基体组织为贝氏体和低碳马氏体的混合组织。     

18CrNiMo7-6和20CrNi2Mo钢高温渗碳工艺的研究与应用

对18CrNiMo7-6和20CrNi2Mo钢进行980℃高温渗碳工艺研究,并对其显微组织、显微硬度、表面碳浓度、奥氏体晶粒度等重要工艺指标进行分析。结果表明,为使18CrNiMo7-6和20CrNi2Mo钢渗层获得弥散分布状碳化物、较高的显微硬度、较高的晶粒度等级,通过工艺优化获得最佳工艺为：提高渗碳温度至980℃,冷却方式采用先气冷后二次加热再进行淬火。     

45钢耕作部件表面渗硼处理及耐磨性

对45钢耕作部件表面渗硼,并淬火和高温回火处理,分析其耐磨性。结果表明,45钢渗硼后得到约50μm厚的由Fe2B和FeB组成的渗硼层,渗硼层与基体呈冶金结合,组织致密,耐磨性得到提高。经淬火处理,表面硬度达1400 HV0.2,耐磨性最好。     

1Cr13不锈钢硼-碳复合渗工艺及其性能

对1Cr13马氏体不锈钢进行950 ℃预渗碳6 h复合不同渗硼工艺处理,通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及配套能谱分析仪(EDS)、显微维氏硬度计、XRD、电化学工作站等研究了复合渗工艺以及最终热处理对硼碳复合渗层组织和性能的影响。结果表明,1Cr13钢最佳硼碳复合渗工艺为950 ℃固体渗碳6 h复合950 ℃固体粉末渗硼6 h,在此工艺下,渗硼层硬度高达1436 HV0.1,交界层硬度为924 HV0.1,预渗碳层硬度为630~910 HV0.1,基体心部硬度为560～590.7 HV0.1,复合渗层硬度梯度整体较为平缓。EDS检测得出交界层Cr元素含量最高,其质量分数为13.49%。XRD物相检测得出渗硼层中主要是硬度高且脆性较小的Fe₂B相,存在少量FeB和CrB相。复合渗试样与原样的腐蚀电极电位相比提升了0.104 V,硼碳复合渗工艺提高了1Cr13不锈钢的耐腐蚀性能。     

18Cr2Ni4WA钢真空碳氮共渗工艺试验

制定了一种18Cr2Ni4WA钢的真空碳氮共渗的热处理工艺,研究了该真空碳氮共渗工艺对18Cr2Ni4WA钢的微观组织和性能的影响。结果表明,18Cr2Ni4WA钢经真空碳氮共渗、高压气体淬火、深冷与低温回火后,表层微观组织为细针状马氏体,心部为板条状回火马氏体;表面残留奥氏体含量为9.19%(Vol.);试样表面硬度达到了901 HV0.2,有效渗碳层深度达到了1.3 mm。     

深冷处理对18Cr2Ni2MoNbA钢耐磨性的影响

使用正交试验对18Cr2Ni2MoNbA钢渗碳钢深冷处理工艺参数进行筛选优化,分析深冷处理时间、低温回火温度和时间对试样耐磨性的影响,并对试样磨痕形貌、显微组织、残留奥氏体以及显微硬度进行分析。研究表明,18Cr2Ni2MoNbA钢渗碳淬火后的-196 ℃深冷工艺参数对磨损量影响的显著性排序为:深冷处理时间＞低温回火时间＞低温回火温度。深冷处理能够有效增加试样的耐磨性,在深冷温度-196 ℃,深冷处理时间1 h,低温回火温度120 ℃,低温回火时间2 h的工艺下试样磨损量最小,与未深冷时相比减少46.67%,磨损机制变为磨粒磨损与氧化磨损。经过深冷处理后渗碳层的碳化物沿晶界析出,同时有小颗粒碳化物在基体上弥散析出。深冷处理能够降低钢的残留奥氏体含量,增加马氏体含量,使表层渗碳层的显微硬度增加,从而改善18Cr2Ni2MoNbA钢的耐磨性。     

ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢的渗硼

对ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢进行了渗硼处理,渗硼剂采用含双活化剂(氟硼酸钾和氯化铵)的粉末渗硼剂:碳化硼+碳粉+碳化硅+氟硼酸钾+氯化铵,渗硼温度为950 ℃,渗硼时间为7 h.在金相显微镜下观察渗层组织致密,齿型平坦,并测得渗层的厚度为38～42 μm;经X射线衍射分析以及扫描电镜观察表明,渗层主要由FeB相组成,在过渡区有明显的增铬现象,说明硼化物层有一定的排铬作用.利用显微硬度计测得渗后形成的硼化物层的硬度可达2000 HV0.1.沿硼化物-过渡区-基体方向,硬度值呈逐渐下降趋势.渗层的脆性较小,脆性级别为2级.ZG1Cr18Ni9奥氏体不锈钢通过含双催渗剂的渗硼剂渗硼,组织均匀且与基体结合紧密,硬度明显提高.     

真空渗碳18CrNiMo7-6钢中碳化物的析出规律

采用淬火膨胀仪进行模拟试验,通过对18CrNiMo7-6钢的显微组织、硬度分布的表征,研究了经真空渗碳后18CrNiMo7-6钢在冷却过程中碳化物的析出规律。结果表明,在980 ℃保温30 min后,试验钢中的碳化物完全溶解;快速冷却至600 ℃保温20 min后,渗层组织充分转变为细片层珠光体形貌组织;再升温至830 ℃保温20 min并以20 ℃/s的冷速气冷至室温后,室温组织出现不同形态的碳化物,马氏体组织较热处理前的原始组织得到了细化,且硬度及淬硬层深度较热处理前显著提升。     

18CrNiMo7-6钢渗碳淬火过程的数值研究

针对优质表面渗碳钢18CrNiMo7-6,采用材料性能模拟软件JMatPro计算得到其各项热物性能参数及应力-应变数据。采用热处理软件DEFORM对18CrNiMo7-6材料的渗碳、淬火工艺进行数值模拟,研究了试样930℃渗碳、840℃保温淬火+200℃回火热处理工艺后的渗碳场、硬度场和组织场,并与试验结果进行对比。结果表明:仿真结果和试验结果基本一致,数值模型可靠,可为18CrNiMo7-6热处理工艺的研究提供参考。     

脉冲频率对Cr12MoV钢固体渗硼工艺的影响

采用显微组织观察(OM)和X射线衍射(XRD)等研究了电脉冲频率对Cr12Mo V钢固体渗硼工艺的影响。结果表明,电脉冲辅助Cr12Mo V钢固体渗硼可以有效提高其渗硼层和过渡区厚度。当脉冲频率为9 Hz时,Cr12Mo V钢的渗硼层厚度达到53μm,是传统渗硼工艺的2.65倍,且过渡区厚度达到145μm,是传统渗硼工艺的2.07倍。     

17CrNiMo6钢渗碳前的预备热处理

低碳钢零件渗碳前的预备热处理,包括正火、正火加高温回火、正火加调质处理等,对渗碳、淬火后零件的畸变和力学性能有一定的影响。因此,要进行渗碳的零件通常都进行预备热处理。为了确定最合适的预备热处理工艺,对17CrNiMo6钢进行了940℃正火、850油淬,随后650℃回火和940℃正火,再进行650℃回火的热处理,检测了钢的显微组织和力学性能。结果表明,17CrNiMo6钢正火加调质处理后的力学性能,特别是强度,明显比经正火加高温回火后的优越,前者的显微组织也比后者的均匀、细小。     

钨钼钇共渗强化层的回火硬度及红硬性

利用双层辉光等离子渗金属技术,在Q235钢表面分别进行钨钼钇共渗与钨钼共渗,形成均匀致密合金扩散层;共渗后,将两种试样分别在960℃、980℃、1020℃下进行8h渗碳及淬火,并在200℃低温回火1h。之后将两者在1 020℃渗碳及淬火,并分别进行200～700℃回火。采用显微硬度仪检测其表面硬度,采用光学显微镜、SEM及EDS分别对渗层进行金相组织及成分分析。结果表明:其回火特征与冶金高速钢类似,在500℃时出现"二次硬化"现象,回火硬度达到峰值,且前者高于后者。将经过1 020℃渗碳淬火后的两种试样在600℃下保温1h后空冷,重复4次后,前者与后者的表面硬度最大值分别达到750 HV0.05、650HV0.05。