铸钢表面钒铬铸渗层的微观分析及干滑动磨损性能研究

采用消失模铸渗工艺在ZG310-570表面制备了钒铬表面复合层,并考察了其显微组织、增强相的结构、基体组织构成、显微硬度以及干滑动磨损性能。结果表明,钒碳化物为条状,铬碳化物为板条状。铸渗复合层中主要存在Cr7C3、V8C7、VC0.75、V2C四种硬质相。1000℃淬火后的铸渗层基体组织为马氏体加奥氏体和少量的贝氏体组织,马氏体包括板条马氏体和孪晶马氏体。在距铸渗层表面0～1mm处的显微硬度要低于距表面1～4mm的显微硬度,在过渡区显微硬度呈递减分布,在大于4．5mm以后的区域显微硬度趋于平稳。在450N载荷下,铸渗复合层的耐磨隆不ZG310-570的13.6倍。     

铸钢表面消失模铸渗层干滑动磨损行为研究

采用消失模铸渗工艺在ZG310-570表面制备了钒铬表面复合层,并考察了其显微组织和干滑动磨损性能.结果表明,所制备的复合层组织致密、无铸造缺陷.在铸渗复合层中存在着几种典型的碳化物形态：条块状、菊花状、短杆状以及团球状.在300～750 N载荷下,铸渗层的磨损量随载荷的增加而增加,当铸渗剂中铬铁、钒铁的质量分数分别为35%、40%时铸渗层的耐磨性能最好,在450 N载荷下是ZG310-570的16.5倍.铸渗层的磨损机理为磨粒磨损及塑性变形和剥落.     

ZG310-570表面消失模铸渗层磨粒磨损性能研究

采用消失模铸渗工艺,在廉价的ZG310-570表面形成了一层钒铬复合层。在ML-100型磨粒磨损试验机上研究了四种铸渗层成分不同的试样在不同条件下的抗磨粒磨损性能,并借助于JSM-5610LV扫描电镜研究了铸渗复合层的磨损形貌。结果表明:不同条件下四种成分的铸渗层抗磨粒磨损性能大致相当,均能达到ZG310-570的10倍以上;磨损形式以犁沟和显微切削为主。     

消失模铸渗复合层的组织和干滑动磨损性能研究

采用消失模铸渗技术浇注试样,利用扫描电镜及显微硬度仪分析研究了渗层的组织和硬度分布,在MM200磨损试验机上研究了铸渗复合层的磨损性能.研究结果表明:钨、铬碳化物以鱼骨状、菊花状和板条状交织分布在基体中,渗层硬度从表面到内部呈先升后降的趋势,且在距表面渗层2 mm处硬度达到最大值;铸渗复合层的抗磨损能力比普通ZG50提高3～5倍.     

ZG310-570表面消失模铸渗层冲击磨损性能研究

结合消失模铸造工艺和铸渗表面强化技术，在廉价的ZG310-570表面形成一层碳化钒／高铬铸铁复合层。在MED-10型动载磨料磨损试验机上研究了四种铸渗层成分不同的试样在3J能量冲击下的抗磨损性能．并借助JSM-5610LV扫描电镜研究了铸渗复合层的组织结构和磨损形貌。实验结果表明：铸渗剂中FeV50．A为10％（质量分数）时获得的铸渗试样抗冲击磨损性能最好，是ZG310-570试样的71倍。     

ZG310-570/ZG31Mn2Si摩擦副滚动磨损特性研究

考察了ZG310-570/ZG31Mn2Si摩擦副条件下,外加载荷、材质硬度对ZG310-570滚动磨损特性的影响.结果表明,对同一试样,随着外加载荷增大,ZG310-570的滚动磨损加剧,磨损形貌显示出明显的边缘效应,磨损机制为塑变磨损;当载荷恒定,Ha/Hm＞1时,ZG310-570随着自身硬度的提高,磨损量明显减小,为硬磨料磨损;Ha/Hm＜1时,随着材料硬度的提高,磨损变化很小,为软磨料磨损.硬度对磨损量的影响符合磨料磨损规律.在最大载荷作用下,其滚动磨损机制也随着硬度的增加由塑变和粘着磨损转变为犁沟磨损.     

渗剂成分对钨铬表面复合层组织的影响

采用碳化钨和高碳铬铁作为主要渗剂,利用传统的铸渗工艺研究了渗剂成分对钨铬表面复合层组织的影响。结果表明:在ZG230-450铸件表面形成了一定厚度,与基体呈冶金结合的表面复合层;随碳化钨含量的增加,表面复合层中铬碳化物和钨碳化物的相对数量发生变化;随碳化钨和高碳铬铁含量的增加,表面复合层中铬碳化物的形态由断续网状转变为葵花状和条杆状。     

钒对高铬合金铸渗层组织与性能的影响

通过真空实型铸造工艺(V-EPC)在ZG45钢表面制备不同含钒量的高铬合金复合层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了含钒量对铸渗层组织的影响,使用洛氏硬度计和冲击磨损试验机研究了钒含量对硬度和耐磨性的影响。研究表明,铸渗层组织主要由α-Fe与α-Fe+M₇C₃+VC共晶组织组成,过渡层内各合金元素成梯度分布,C、Cr、V元素自铸渗层向基体发生了扩散,且C、Cr、V元素的分布与碳化物的分布高度重合。随着钒含量的增加,晶粒逐渐细化,共晶碳化物数量逐渐增多,VC也增多,铸渗层硬度和耐磨性显著提高。热处理后有大量二次碳化物析出,随着铸渗层中钒含量增加,热处理后二次硬化效果显著提高。     

纳米TiN增强高铬铸铁铸渗层耐磨性的研究

采用CO2水玻璃砂型铸渗工艺在中碳铸钢ZG270-500表面制备了纳米TiN高铬白口铸铁铸渗层,研究了纳米TiN加入量对铸渗层组织显微硬度和耐磨性的影响.结果表明,在试验条件下,纳米TiN能够提高铸渗层的硬度,当加入量为1 0％时铸渗层具有最好的耐磨性能,加入量过多时纳米TiN有向界面处富集的趋势.     

铸钢件表面铸渗钨铬复合层的研究

采用传统的铸渗技术在铸钢件表面形成钨铬表面复合层，并考察了其组织、硬度和复合层的冲击磨损性能。结果表明，在实验条件下，当冲击功小于2J、渗剂中WC、铬铁含量分别为(质量分数)20％、40％时，复合层的冲击磨损性能最佳，是ZG230—450的12．5倍。     

Properties and tribological performance of ceramic-base chromium and vanadium carbide composite coatings

In the current study, the surface of AISI D2 steel was coated with the powder blends of ferro-vanadium (Fe-V) and ferro-chromium (Fe-Cr). The coatings were performed using a thermo-reactive diffusion (TRD) treatment by the pack cementation method at three different temperatures (900 °C, 1000 °C, and 1100 °C) and three different durations (1 h, 2 h, and 3 h). The structural and mechanical characteristics of the coatings were compared between the treatment groups. For this aim, the types of the formed phases, the microstructure, the microhardness, the surface roughness, and the wear and friction performance of the coated samples were examined. XRD analysis found composite carbide coatings including chromium carbide (Cr-C), vanadium carbide (V-C), and chromium vanadium carbide (Cr-V-C). The coatings' thickness was 11.3–23.2 μm, hardness was 2100–2500 HV, and average surface roughness (R_a) was 0.286–0.550 μm, depending on the treatment condition. The vanadium containing phase contents of the coatings increased with the elevating coating temperatures. The formed composite coating layers caused a change in the appearance of wear track and wear mechanism on the material surface. After the coating process, there found to be a decrease in the friction coefficient as well as an improvement in the wear resistance up to 7 times. In the composite coating layers, the increase in V-C content in comparison to Cr-C led to an enhancement in wear resistance on the material surface.     

激光功率密度对熔覆层磨损性能的影响

采用激光熔覆技术在40Cr钢表面制备了Co基熔覆层。利用体式显微镜和显微硬度计,对熔覆层分别进行了宏观形貌观察和显微硬度测试。根据熔覆后零件的实际工作状况,有针对性地采取了滑动+滚动的摩擦方式对熔覆件进行干摩擦试验。结果表明,随着激光功率的增加,熔覆层参数(熔高、熔深、熔宽)逐渐增加;显微硬度则出现先升高而后降低的趋势;其磨损机理依次呈现氧化磨损-磨粒磨损-粘着磨损-疲劳磨损。研究发现提高零件硬度不等于提高了耐磨性。     

等离子熔覆NiCr-Cr3C2复合涂层摩擦磨损性能的研究

目的研究碳化铬含量及磨损载荷力对复合涂层摩擦磨损性能的影响,探究不同磨损载荷下的磨损机制。方法采用5种Ni55和NiCr-Cr_3C_2的混合粉末(Ni Cr-Cr_3C_2质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%),通过等离子熔覆技术制备金属基复合涂层。采用XRD、SEM对涂层物相进行检测分析,使用Rtec万能摩擦磨损试验机对复合涂层表面进行不同载荷下的摩擦磨损性能测试。对涂层组织、摩擦系数、磨损体积及磨损表面微观形貌进行对比分析,探究碳化铬的含量以及摩擦载荷对复合涂层摩擦磨损性能的影响。结果 NiCr-Cr_3C_2在熔覆过程中发生熔化,XRD测得涂层中的碳化物主要以Cr_7C_3为主,其他主要物相包括Cr_3C_2、Cr_(23)C_6、Cr_5B_3、Ni_3Si。复合涂层的硬度及耐磨性能随着碳化铬含量的增加而增大,硬度最高达1500HV以上,耐磨性是基体Q235的2～16倍。当磨损载荷低于80 N时,主要发生磨粒磨损;当磨损载荷为100 N时,主要发生粘着磨损和磨粒磨损,其中S5的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。结论加入碳化铬,随着碳化铬含量增加,复合涂层的耐磨性不断提高,并且随着磨损载荷的增大,涂层磨损机制发生转变。     

42CrMo钢活塞杆表面氧氮复合渗层的显微组织和耐磨性能

采用气体氧氮复合处理对42CrMo钢活塞杆进行表面改性和耐磨性能研究,通过金相分析、显微硬度测试及干摩擦磨损试验等方法对比分析了不同表面工艺处理后的试样组织和性能。结果表明: 调质态42CrMo钢经8 h气体氧氮复合处理后表面形成了1~2 μm由Fe₃O₄组成的氧化层及ε-Fe_2-3N和γ′-Fe₄N组成的约18 μm厚的化合物层,有效渗层的总厚度约为340 μm。在相同干摩擦条件下,未处理的基材试样与镀铬处理试样的磨损机制为磨粒磨损并伴随轻微粘着磨损。气体氧氮复合处理后试样具有最低平均摩擦因数和磨损率,磨损机制为磨粒磨损,耐磨性能最优。