合金结构钢奥氏体N—C共渗的应用

合金结构钢的常规 N- C共渗处理 ,由于温度低(5 70℃ ) ,渗层薄 (见表 1) ,仅适用于轻载荷零件 ,使用面窄。将 N- C共渗温度提高到 630℃ ,因为此温度处在Fe- N- C三元共析温度以上 ,钢表面在此温度渗入 N后处于奥氏体状态 ,所以在此温度进行的 N- C共渗称为奥氏体 N- C共渗。此工艺有利于 N- C原子的渗入 ,增加了渗速 ,可显著提高合金结构钢制零件的有效硬化层深度及表面硬度。1　试验条件试样为2 5× 5 0 (mm )的 4 0 Cr钢、35 Cr Mo钢及4 2 Cr Mo钢 ,预先经 85 0× 15 min盐炉加热淬火及 640× 60 min回火的调质处理。奥氏体 N…     

合金元素对中碳钢氮化层组织和性能的影响

氮化零件的工作特性取决于渗层的组织、物理-化学性能和机械性能,以及渗层的厚度。而零件的这些性能又在很大程度上取决于钢材本身的化学成份、氮化温度-时间等参数。文献中关于合金元素对氮化钢工作特性之影响的势据是相互矛盾的,因而不能作为保征氮化层达到规定性     

不锈钢加铁稀土离子硫氮碳共渗工艺的研究

对1Cr18Ni12Mo2Ti奥氏体不锈钢在稀土催渗条件下进行了加与未加辅助铁板的离子硫氮共渗对比试验.试验表明:稀土具有很强的催渗作用.在与辅助铁板的共同作用下,可使奥氏体不锈钢的氮化温度降低60℃,减小了零件的变形;在相同的共渗温度条件下,可使氮化层深度比离子硫氮碳共渗增加30%以上,比未加辅助铁板的稀土离子硫氮碳增加10%.且稀土元素可渗入钢表层,细化渗层组织,促进氮碳化合物弥散细小析出,提高渗层硬度.     

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.     

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     

QPQ处理对35钢组织性能的影响

选用35钢作为研究材料,进行不同工艺条件的QPQ盐浴复合处理,研究氮化温度(530~575℃)和氮化时间(3~5 h)对35钢组织及表面性能的影响。结果表明,35钢在QPQ处理后表面由外到内可形成明显的白亮层和扩散层,且渗层厚度随氮化温度升高和氮化时间的延长而增大。     

稀土催渗对耐蚀氮化的影响

针对Q235钢采用常规气体氮化，其耐腐蚀性能日渐不能适应工程应用要求的问题，探索了添加稀土催渗剂对Q235钢进行稀土催渗氮化的方法。详细研究了渗氮工艺对氮化层厚度的影响。测量了渗氮试样表层硬度沿渗层深度的分布及耐蚀性能与渗氮工艺的定量关系。所有实验与观察均为稀土与常规2种渗氮试样在相同条件下平行操作并做对比分析。采用X光荧光谱仪测量了渗层稀土元素的分布。用X射线衍射仪测量了渗层的相组成。用金相显微镜观察了2种渗氮试样的显微组织。研究结果得出，稀土催渗氮化比常规氮化显著增加了氮化层的厚度，其显微硬度与耐腐蚀性能大幅提高。600℃下渗氮2h为最适宜的稀土氮化条件。     

H13钢QPQ处理工艺及耐磨性

目的研究540℃氮化温度下,QPQ处理对H13钢耐磨性的影响并选出最优氮化时间。方法通过SEM、EDS、XRD分别测试了H13钢QPQ处理后渗层微观组织形貌、成分分布以及物相组成。采用HVS-1000显微硬度计、MFFT-R4000高速往复摩擦磨损试验,分别对H13钢基体与540℃下不同氮化时间QPQ处理试样的渗层厚度、硬度分布、耐磨性进行了分析研究。结果 QPQ处理后,H13钢由表面向心部依次形成均匀致密的Fe_3O_4氧化膜、高硬度的ε-Fe_3N和CrN化合物层、α-Fe和Cr_2N稳定扩散层。N原子均匀分布于渗层内部。显微硬度沿截面均呈良好梯度分布。在540℃×4 h氮化工艺下,渗层次表层硬度达到最大值(1173HV0.1),是基体(498HV0.1)的2.4倍左右,磨损量仅为基体的1/13。H13钢磨损表面存在严重犁沟效应与大量磨屑,表现为典型的磨粒磨损伴随少量粘着磨损。而QPQ处理试样磨损表面仅存在少量浅显划痕,并伴随轻微结疤状凹坑,为粘着磨损。结论经QPQ处理,H13钢的耐磨性得到了显著提高,其中氮化工艺为540℃×4 h时所得的性能最优。     

交流电场对Q215钢800℃粉末法渗硼硼化物层生长的影响

与传统粉末法渗硼对比,研究交流电场对800℃不同渗剂条件下Q215钢渗硼层中FeB与Fe2B相生长的影响。结果表明:常规渗硼在渗剂硼铁含量低于3%、渗层未形成FeB时,增加硼铁可显著促进渗硼层生长;然后进一步增加硼铁含量,渗层出现FeB,但对渗层厚度影响不大。交流电场显著促进渗硼层生长,随硼铁含量的增加,渗层厚度先增后减。硼铁高于10%后,渗层才出现FeB。施加交流电场改善内扩散,可影响Fe_2B、FeB生长和转化。     

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.     

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。     

QPQ处理对H13钢渗层组织的影响

以H13钢为研究材料,采用QPQ盐浴复合处理进行表面改性。考察了氮化时间对QPQ处理后组织和物相的影响。利用光学显微镜观察样品组织,用XRD分析表层物相。研究结果表明:QPQ处理后,H13钢表面由外到内可形成白亮层和扩散层,且渗层厚度随氮化时间的延长而增大;但时间超过150 min后,渗层组织变得疏松。样品表层物相由(Cr Fe)2N1-x、Fe3O4、Fe2N和Fe2-3N构成。     

M50轴承钢表面渗硼处理的生长动力学与力学性能分析

采用固体渗硼的方法,将试样在850、950和1050℃条件下分别保温处理2、4、6和8 h,对制备的渗层进行组织观察与性能测试。对M50轴承钢渗硼处理的生长动力学与力学性能进行分析。结果表明,渗硼层具有光滑致密的形貌;渗层的相成分主要是FeB、Fe_2B与Mo_2B;渗层的硬度为400~1630 HV;根据处理温度与保温时间的不同,渗层的厚度变化为6~140μm。通过Arrhenius公式,对渗层生长动力学方程进行了推导,渗层的扩散激活能为282.64 k J/mol。     

Q345B钢膏剂渗硼工艺的试验研究

利用正交试验法研究了膏剂厚度、渗硼温度和时间对Q345B钢渗硼层厚度的影响.结果表明:在给定的试验条件下,各因素对渗硼层厚度的影响顺序是膏剂厚度、渗硼时间、渗硼温度,并确定了最佳膏剂渗硼工艺方案为膏剂厚度6 mm,渗硼温度900℃,渗硼时间7h.     

25Cr2MolV钢低温高浓度稀土碳氮共渗工艺

研究了25CrMo1V钢低温高浓度稀土碳氮共渗工艺，考察了不同稀土加入量、不同强渗温度、不同循环次数、不同通氨量等对共渗层性能的影响。结果表明，其最佳工艺为强渗温度900-920℃×2h，扩散温度840℃×1h×2次，稀土加入量10-12g／L，通氨量600L／min。共渗后，试件表面渗层中形成了大量弥散细小的碳化物，显微硬度高且分布平缓，有利于提高零件的耐磨性、接触疲劳寿命。     

M2高速钢软氮化渗层中氮碳化合物体积相对量与X-射线衍射峰积分强度的关系

通过X-射线衍射分析方法,对M2钢的软氮化渗层中铁素体相的衍射峰积分强度随渗层深度的变化规律进行分析,发现其软氮化渗层中氮碳化合物总含量与铁索体相衍射峰积分强度呈负相关性,提出了一种宏观测定渗层氮碳化合物总体积相对百分含量的方法.依此方法测算了M2钢的软氮化渗层的氮碳化合物相对体积百分比的分布曲线.     

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。     

38X2MIOA钢氮化层高硬度高脆性的本质

38X2M10A钢由于氮化后具有很高的表面硬度,因此被最广泛地用于制造氮化零件。但38X2钢也有一些不足之处,其中主要缺点是其氮化层具有脆性。 38X2钾氮化后表面具有高硬度     

铸造H13钢的离子氮化、离子软氮化及其对热疲劳性能的影响

试验了用于铝合金铸模的铸造H13钢的离子氮化和离子软氮化以及渗层的热稳定性。用开缺口的试样试验比较了经与未经离子渗的热疲劳抗力,热循环条件为700℃(?)25℃,盐浴加热,水冷却。结果表明,经表面离子渗后由于提高了村料表面的回火抗力所以对抵制热疲劳裂纹的萌生有贡献。但表面渗层有一定厚度化合物层时裂纹的扩展迅速而产生龟裂,只有兼顾渗层的强度、硬度和塑性才能最终提高模具材料的热疲劳抗力。     

基于PID的4CrW2Si钢离子氮化性能研究

针对4CrW2Si钢的离子氮化过程,基于ARM9嵌入式实时控制系统,设计了对4CrW2Si钢的N/H比值、流量、氮化温度和氮化时间四个工艺参数的控制过程,并进行了PID对4CrW2Si钢件离子氮化性能影响的研究.结果表明:与离子氮化过程未进行数字控制的钢件相比,经过PID自整定控制的钢件渗层深度、表面硬度、耐磨性、抗高温氧化性均得到明显提高,离子氮化质量稳定性也得到改善.