深层QPQ工艺参数对3Cr13钢渗层组织的影响

选用3Cr13马氏体不锈钢作为实验材料,利用深层QPQ盐浴复合处理处理技术,研究氮化温度、氮化时间和氰酸根浓度对QPQ复合处理后的渗层组织的影响.运用显微硬度计检测渗层的厚度和显微硬度值的变化,运用金相显微镜观察氮化后试样渗层的显微组织,检测化合物层的厚度和质量.结果表明:随氮化温度的升高或氮化时间的延长渗层深度增加;经630℃×2h氮化可形成深度高达97 μm的渗层组织;随氮化温度的升高,试样的表面硬度值在600℃后呈下降趋势,有疏松层的形成;氰酸根浓度对渗层的厚度影响显著,特别体现在扩散层的厚度上.而对试样表面硬度影响很小.     

Ti6Al4V无氢离子氮化工艺研究

对Ti6Al4V进行以氮气为气源的无氢离子氮化工艺研究,氮化温度分别为700、750、800和900℃,保温时间4 h,通过金相检验、显微硬度测定和X射线衍射结构分析,研究了离子氮化温度等参数对渗层厚度、硬度和组织结构的影响规律。结果表明:温度是影响无氢离子氮化渗层厚度、硬度的主要因素,900℃的氮化层表面硬度达到897 HV,渗层厚度达到0.32 mm;氮化层由Ti2N(ε相)和TiN(δ相)组成。     

马氏体时效钢在离子氮化过程的析出硬化

本文研究了不同处理状态的三种离子氮化马氏体时效钢(钢号为250、300和350钢)的显微组织及其性能,借助光学显微镜和透射电镜(TEM)得出了相应的显微硬度一渗层厚度的关系。观察到350马氏体钢的氮氨层硬度最高,渗层厚度最薄,还表明这三种钢随着离子氮化温度的升高和氮化时间的延长,渗层厚度增加而表面硬降     

35钢表面增压喷丸纳米化对气体软氮化的影响

通过表面增压喷丸处理,在35钢表面形成了厚40 μm的纳米晶层,对具有纳米晶层的试样进行气体软氮化.采用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪等对35钢表面纳米晶组织及其软氮化渗层组织进行了观察与分析,并测试了渗层硬度.结果表明:经过增压喷丸处理的试样,化合物层厚度大约为原始试样的2倍,软氮化时间可由10h缩短为3 h;渗层硬度也有明显的提高.     

稀土软氮化工艺及应用的研究

研究了渗剂成分、共渗温度和时间对稀土软氮化渗层厚度、表面硬度及其分布的影响。结果表明，稀土的加入能明显加快共渗速度，缩短共渗时间；能提高渗层，特别是扩散层的硬度，使硬度梯度下降；渗层组织致密，过渡层中的碳化物和氮化物细小、弥散。生产应用效果表明，利用该工艺可改善模具的热疲劳性和耐冲蚀性，使铝合金压铸模使用寿命提高３倍以上。最佳工艺为５６０℃×４ｈ。     

氧氮共渗对机械性能的影响

氧氮共渗工艺以其温度低、时间短、渗层厚、变形小、抗咬合性能好从而使渗件耐磨耐疲劳而广泛用在各种冷热模具、刀具、柴油机曲轴、机床摩擦片等零部件上。给共渗的材料一般可获得0.2～0.4毫米的渗层厚度,其中化合层厚度占1/10～1/20,用显微硬度法测得的硬度都较高:这些薄渗层对材料的机械性能影响究竟如何?是否会影响渗件的使用,在研制曲轴软氮化连续     

Zr4合金离子氮化和软氮化表面处理的研究

对Zr4合金分别进行离子氮化和软氮化处理,利用全自动金相显微镜对Zr4合金氮化层进行金相组织分析,利用扫描电镜对氮化层形貌进行观察,并测出氮化层厚度。利用X射线衍射仪对氮化层进行物相分析。利用显微硬度测试器测试氮化层的维氏硬度。结果表明:Zr4合金软氮化处理后氮化层比离子氮化层排列地更加紧密,软氮化层厚度为2.5μm,离子氮化层厚度为3.3μm。软氮化层的Zr和O化合物比离子氮化物衍射峰明显。软氮化的氮化层表面显微硬度达到641.7HV0.025,其硬度高于离子氮化处理后氮化层的表面显微硬度。     

直流等离子氮化工艺对316L不锈钢组织和磨损的影响

应用高压直流辉光放电等离子技术,改变氮化工艺参数,对316L奥氏体不锈钢进行表面渗氮处理。利用XRD衍射仪分析渗氮层的相组成,SEM观察氮化层厚度和结构,表面显微硬度计检测渗层的表面硬度,结果表明:当氮化温度T为400℃时,氮化层为单一的S-phase;当420℃≤T<480℃时,氮化层为CrN S-phase两相混合;当温度为480℃时,S-phase衍射峰消失,仅出现CrN相;渗层厚度约为5~9μm,渗层深度随着温度和气压的升高而增加;表面显微硬度随着温度和气压的增加而增加,最高的表面显微硬度可达839Hv0.1。在MM200磨损实验机上用环块式的方法评价磨损性能,结果表明等离子氮化显著提高了不锈钢表面的耐磨性能;用SEM观察磨损表面形貌,表明未氮化的不锈钢的磨损机制主要是粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损;等离子氮化试样的磨损机制主要是氧化磨损。     

离子氮化时碳的影响

本文涉及离子氮化工艺,主要是关于工件含碳量和气氛中添加碳对硬度、化合物层厚度和扩散层厚度的影响。工件中含碳量增加,化合物层厚度增大,但扩散层厚度减小。另一方面,向气氛中添加最佳数量的碳,将使化合物层厚度增大,同时还增大扩散层厚度和硬度。获得最高硬度的离子氮化温度取决于离子氮化的时间,当处理时间足够长时,在450℃附近,可得到最高硬度。     

气体软氮化工艺研究新进展

气体软氮化是以渗氮为主的低温氮碳共渗,钢表面渗入氮原子的同时,还有少量的碳原子渗入而形成极其细小的碳化物,碳化物作为媒介可促进渗氮。由于该工艺处理温度低,时间短,所以工件变形小,脆性低。综述了以提高表面硬度、抑制表层脆性、高温短时等为主的气体软氮化工艺的发展状况,分别从稀土催渗、多元共渗、周期循环渗氮、可控气氛渗氮和奥氏体软氮化等5个方面阐述了气体软氮化渗层性能的影响机理和研究现状,并介绍了35钢增压喷丸表面纳米化对气体软氮化过程的影响,展望了表面纳米化用于气体软氮化的发展前景。     

时间和粗糙度对4Cr5Mo2V钢离子氮化层高温磨损性能的影响

目的 提高4Cr5Mo2V钢离子氮化层的高温磨损性能.方法 以表面粗糙度(Ra)与氮化时间为变量,通过正交和单变量试验对4Cr5Mo2V钢进行离子氮化.使用显微硬度仪、光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、高温摩擦磨损试验机分别表征4Cr5Mo2V钢离子氮化层的表面硬度、显微硬度梯度、有效厚度、疏松度、物相及高温磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和光学轮廓仪对渗层微观组织及高温摩擦磨损试样的磨损体积、磨痕形貌、截面形貌进行分析.结果 氮化6 h时,渗层表面硬度及有效厚度均随粗糙度增加而增大,但疏松度均在3—4级,渗层质量差且高温磨损性能不佳;氮化10 h时,离子氮化效果与氮化6 h时相反,且Ra为1.05μm的试样氮化层逐渐减薄至200μm,渗层疏松度进一步增加至5级;当氮化时间达到14 h时,Ra为0.15μm的试样获得质量最优的氮化层,其渗层有效厚度为300μm,显微硬度梯度为5级,渗层疏松度为1级,该试样在高温摩擦磨损试验下,磨损率比Ra为1.05μm的氮化试样低64％,高温磨损性能显著提高.结论 随着氮化时间的增加,表面粗糙度的增大会造成4Cr5Mo2V钢离子氮化层的减薄及疏松度的增加,使其高温磨损性能变差.表面粗糙度为0.15μm的4Cr5Mo2V钢经14 h氮化后,离子氮化层质量最佳,渗层的高温磨损性能有效提高.     

增压气体氮碳共渗工艺及应用

氮碳共渗是一种提高钢件表层的硬度、耐磨性和抗腐蚀性、抗咬合能力的化学热处理方法。与一般气体渗氮相比,其渗层硬度较低,脆性较小,故又被称为软氮化。氮碳共渗还具有比渗氮处理温度低、时间短,工件畸变小,渗氮层无脆性ξ相,有较好的韧性,不容易剥落等优点。     

温度对38CrMoAl钢离子氮化渗层性能的影响

本文研究了520、550和570℃三种离子氮化温度对38CrMoAl钢的渗层深度、表面硬度、表面脆性、脉状组织、心部组织的影响。结果表明:在520~550℃时,渗层深度、表面硬度随温度的变化不大;550℃以上,随温度的提高,渗层深度提高、表面硬度下降的幅度较大,570℃氮化的脉状组织级别略高,但还是可以满足应用要求。38CrMoAl钢渗氮速度快、表面硬度高、不易出现脆性、渗层性能优良,可以根据工件的氮化层深、表面硬度要求在520~570℃之间选择氮化温度。     

TiAl基合金的辉光离子渗氮试验

研究了TiAl基合金的辉光离子渗氮。渗氮气氛为NH3,渗氮温度分别为850℃、900℃、950℃,渗氮时间分别采用2h到12h不等。结果表明:TiAl基合金经辉光离子渗氮后,在表面形成由氮化物层和过渡层组成的氮化层,氮化层形成速度明显快于高温气体渗氮。采用NH3气氛、900℃×9h工艺参数时,渗层厚度可达12μm,渗层的显微硬度值可达1097HV0.1。     

中温时效对17-4PH不锈钢液体氮化后组织性能的影响

目的研究低温盐浴氮化17-4PH不锈钢经中温时效处理后氮化层组织性能的变化情况。方法采用光学显微镜(OM)分析氮化层的厚度和显微组织,利用X射线衍射仪(XRD)检测渗氮层的相组成,利用显微硬度计测定渗层的硬度,利用冲刷腐蚀实验评价渗层的耐腐蚀性能。结果 17-4PH不锈钢氮化后在425~475℃时效保温处理,其渗层厚度随时效时间的延长而增加。时效处理使渗层中N原子的浓度发生改变,过饱和扩展奥氏体发生分解,析出与其结构同为面心立方结构的Fe4N、Fe2N和Cr N。时效温度的升高能加速扩展奥氏体的分解,促进Cr N析出及氧化物的生成。经过渗氮时效后,渗层深度可达27.4μm。根据热力学公式计算出N原子在时效过程中的扩散激活能为216.2 k J/mol,表面显微硬度在初期显著升高,达到了近1150HV0.1,随后逐渐降低。在475℃、50 d的时效条件下,冲刷腐蚀中的失重率达到最大值30.3 mg/(h·dm~2)。结论不锈钢氮化后在一定的温度和时间内时效处理会达到最大表面硬度,在随后的保温过程中硬度开始下降。时效处理后17-4PH不锈钢的耐冲刷腐蚀性能下降。     

5CrNiMo钢热锻模具渗氮强化效果比较分析

采用多元共渗软氮化及稀土催渗软氮化两种渗氮方式对5CrNiMo钢热锻模具进行处理,利用金相显微镜、X射线衍射仪,以及HDX-100数字式显微硬度计分析模具表面强化层组织、相结构以及显微硬度,研究渗氮强化处理对5CrNiMo钢热锻模具表面性能和寿命的影响。实验结果表明,经过多元共渗以及稀土催渗两种方式处理的模具,表面强化层厚度相当,约为190μm,渗氮得到的化合物主要由ε相-Fe2-3(N,C),γ'相-Fe4N和Fe3O4所组成。经过多元渗氮软氮化处理的模具渗氮层中Fe2-3N的含量明显高于经过稀土催渗软氮化处理的模具,两种处理方式得到的模具表面硬度分别提高66%和50%。两种处理方式得到的模具寿命分别延长20%和13%,单件产品成本降低8.57%和0.89%。     

42CrMo钢等离子氮化和水射流喷丸复合处理

利用真空脉冲等离子氮化技术,探究等离子氮化处理的最佳工艺参数;而后利用高压水射流喷丸技术研究了氮化前进行水射流喷丸预处理对氮化层的组织和性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等对氮化层的显微组织、形貌、含氮量、相成分进行检测和分析,采用XRD应力测定仪,表面粗糙度仪,显微硬度仪对渗氮层表面完整性进行了分析。结果表明:等离子氮化工艺最佳温度为530~540℃,等离子氮化后表面完整性(表面残余应力,粗糙度,表层硬度梯度,渗层形貌)得到改善。而经过复合处理使γ'相衍射强度增强,氮化层均匀,渗层厚度增加超过100μm,进一步改善了等离子渗氮层质量和性能。     

NH_6—CO_6气体软氮化表面疏松的形成与控制

气体软氮化渗层包括表面化合物层和扩散层。表面疏松是表面化合物层的主要缺陷。它严重影响着软氮化表面硬度、接触疲劳强度、抗咬合性、耐磨性等。本文就NH_3—CO_2气体软氮化时表面疏松的形成与控制做了比较详尽的研究。     

TiAl基合金的离子渗碳研究

试验研究了钛铝基合金离子渗碳后的渗层组织结构、渗碳温度和时间对渗层厚度、表面硬度的影响.结果表明,钛铝基合金经离子渗碳处理后,渗层由碳化物层与过渡层组成;提高渗碳温度及延长保温时间将使渗层厚度逐渐增加:与未处理试样相比,表面硬度显著提高.     

用高频感应氮化技术在Ti6Al4V合金表面制备氮化膜的工艺探讨

对用高频感应氮化技术在Ti6Al4V合金表面生成氮化膜的工艺进行了研究,测试并分析了不同处理温度和氮化时间对氮化膜生长速度、显微硬度的影响.研究证实:在860～1160℃的温度范围内,膜层的厚度和显微硬度均随着处理温度的升高和氮化时间的延长而增加.XRD分析证实膜层结构主要由TiN和Ti2N组成.