热反应扩散时间对钒铬共渗层显微形貌及性能的影响

近年来,铬钒共渗层由于具有优良的综合性能被逐渐关注并广泛研究与应用,但已有的报道对其显微形貌尤其是界面结构以及性能的研究较少。采用热反应扩散法对Cr12钢进行铬钒共渗处理,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对渗层的显微结构进行了分析。重点讨论了热反应扩散时间对渗层厚度、显微硬度、物相组成以及膜基结合力的影响;分析了主要元素沿渗层到基体方向的变化趋势和特点。结果表明:随着渗入时间的延长,所得渗层的厚度为2.0~8.2μm,渗层连续、均匀较致密。铬钒共渗层的物相组成主要为VC、Cr7C3和(Cr,Fe)7C3,反应过程中各物相对应的衍射峰强度会发生相应的变化。渗层的显微硬度值为1 683.80HV0.3~1 948.57HV0.3,明显高于空白基体的显微硬度值;划痕测试结果表明铬钒共渗层和基体的界面结合良好,结合力为55~64N。     

Cr12MoV钢粉末TD渗钒层的显微结构及性能

采用TD粉末法对Cr12MoV钢进行渗钒处理,利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对渗层的显微结构、元素分布以及物相组成进行了分析;同时,对渗层/基体间的界面结合力以及耐磨性和耐腐蚀性进行了研究。结果表明:Cr12MoV钢经1000℃×6h粉末渗钒处理后,比相同条件下采用盐浴法所制备的渗钒层的厚度明显增加,约为15μm;渗层连续、均匀且致密,渗层与基体间的界面结合方式为扩散冶金结合;渗层与基体间存在明显的过渡层,和盐浴渗钒层相比界面变得更不明显。XRD测试结果显示,渗钒层的主要物相为VC_x(x=0.83~0.88)以及少量的α-Fe,VC_x在(220)和(111)晶面上具有择优取向,而盐浴渗钒层通常在(111)和(200)两个晶面上择优取向。膜基结合力的测试结果表明渗钒层与基体之间的界面结合力约为65N。渗钒处理后试样表面硬度值为1950 HV0.3,约为原始基体的6倍。经粉末渗钒处理后,试样的耐磨性和耐腐蚀性均得到显提高。     

VN复合渗层的制备及对45#耐磨性能的影响

目的对45~#强化处理,提高其强韧性和耐磨性。方法采用热反应扩散法(TRD)对45~#基体进行了3种不同的处理,分别为单渗钒、先渗氮后渗钒及先渗钒后渗氮处理。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪进行了微观形貌和物相组成的分析,采用维氏硬度计和旋转摩擦仪对渗层的硬度及耐磨性能进行分析。结果 TRD法处理后,在45~#表面形成一层均匀致密的渗层,其中单渗钒层的厚度为3.86μm,先渗氮后渗钒渗层(先渗氮层)厚度为6.02μm,先渗钒后渗氮渗层(先渗钒层)厚度为8.44μm。单渗钒层的硬度值在1306.6HV左右,而氮化钒渗层的硬度在1549.2~1710.4HV左右,均比处理前试样的硬度(295HV)有明显提高。单渗钒层是由α-Fe和VC相组成,而复合渗层是由VN、α-Fe、Fe_3N和Fe_2C相组成。渗层与基体之间的界面明显,且存在过渡层。单渗钒层试样的平均摩擦系数为0.22,先渗氮层的平均摩擦系数为0.18,先渗钒层的平均摩擦系数为0.20,均小于45~#基体的摩擦系数(为0.29)。结论 TRD法处理后形成的VC、VN渗层能提高钢基体的表面硬度和耐磨性,且钒元素和氮元素渗入的先后顺序对渗层的力学性能有影响。先渗氮层试样效果最佳,往复摩擦实验表明,试样的耐磨性顺序为:先渗氮层先渗钒层单渗钒层45~#基体。