燃烧合成氮化物陶瓷工艺过程的探讨

本文对Si3N4、TiN及含氮50钒铁的燃烧合成过程进行了较细致的分析.试验表明:氮的渗透率是影响合成过程及燃烧模式的重要因素之一.在本文中通过对单位时间内氮气的消耗量变化的计算,较真实的展示了氮化合成反应的全过程.试验同时表明尽管被氮化元素的特征对氮化过程有较大影响,但调整合成条件同样重要.本文的研究结果对类似氮化物的生产及进一步深化研究具有一定的参考价值.     

SiC—TiC复相陶瓷的热等静压改性

本文通过对具有不同烧结密度的热压SiC—TiC复相陶瓷在氮气氛中进行热等静压后处理,从理论上(依据热力学数据)分析了闭合SiC—TiC复相陶瓷开孔孔隙的可能性,并用实验予以证实;同时,还研究和讨论了热等静压后处理工艺对陶瓷烧结体某些物理和力学性能(密度、强度和断裂韧性)以及氧化行为的影响。实验结果表明:SiC和TiC在高的氮气压力和温度下,可以分别氮化成Si_3N_4和TiN;对于预烧结相对密度约为95％的热压SiC—TiC复相陶瓷,在200MPa氮气压力下于1850℃氮化1小时后,室温强度由345MPa提高到686MPa,断裂韧性高达7.9MPa·m~(1/2),其抗氧化性能也有明显改善。     

原位合成TiN颗粒强化铁基合金粉末

研究了利用氮化工艺在铁合金粉末中原位合成氮化钛颗粒强化相.试验结果表明:氮化温度和热处理制度对合金生成相有重要影响,在1 100～1 250℃氮化后,可在合金粉末中原位生成TiN、CrN、Cr2N等第二相,经1 300℃真空热处理后,CrN和Cr2N相消失,TiN仍稳定存在.合成的TiN颗粒细小,尺寸在1μm左右,并均匀分布在基体粉末中.     

TiN粉末的合成——在氮气流中TiO_2-C混合物的氮化

将TiO_2和炭黑按比例混合,部分混合物中加入少量ZnO添加剂,在1200～2000℃高温下于氮气流中氮化,合成了TiN粉末。分析结果表明,在所优选的反应条件下,产物的氮含量接近21.5％,氧含量小于2.0％,碳含量小于1.0％。本文研究了TiO_2-C混合物的碳含量、ZnO的加入量及反应条件对产物化学组成的影响,对生成TiN的各种反应进行了热力学和动力学讨论。     

纯钛TA2激光气体氮化涂层的组织与性能

使用快速横流的CO2连续激光器在工业纯钛TA2表面进行激光气体氮化改性处理,制备形成致密、无裂纹缺陷的改性层。用扫描电镜和能谱分析仪对激光气体氮化改性层的色泽、宏观形貌和微观组织进行分析;利用显微硬度计对氮化区域的显微硬度进行测试。研究结果表明:经过激光表面氮化处理后,在基体纯钛TA2表面发生了化合反应,生成以TiN为增强相的金黄色耐磨涂层。氮化改性层的组织主要是由细小的、枝晶状的TiN构成。随着激光输出功率的增加,TiN涂层的色泽特征由浅变深,表面形态由平整变为皱状。工业纯钛TA2显微硬度提高,表面强化明显。     

氮化锰氮含量的工艺控制方法

介绍利用金属锰球,采用"固态氮化方法"生产氮化锰的原理和工艺。使用正交法,在氮化锰中试线上,利用纯氮气(≥99.95%),采用三种不同粒径的金属锰粉,分批次进行正交法试验,在恒定高纯氮气气氛(0.25 MPa)压力下,设定氮化温度和氮化时间,生产出不同氮含量的氮化锰产品,从而得出氮含量不同的氮化锰产品的工艺控制方法,有利于根据生产的质量技术要求,优化生产工艺。     

钛铁矿碳热还原氮化制备TiC_xN_(1-x)热力学计算及试验研究

以钛铁矿、焦炭粉和高纯氮气为原料,通过热力学计算和试验研究了真空炉内碳热还原氮化过程相转变和产物的C含量。首先采用热力学计算软件HSC分析了钛精矿碳热还原氮化的反应历程;根据热力学分析结果进行了不同反应温度条件下的试验研究;最后对反应产物进行了XRD和SEM-EDS分析。研究结果表明:TiN和TiC的生成主要由Ti_3O_5→TiN和Ti_3O_5→TiC控制,两者转化温度分别为:1 231℃和1 319℃;试验研究表明:在1 200℃时,产物中就有TiC_xN_(1-x)的生成,整个升温过程中没有出现TiC和TiN的单相,并且随着反应温度升高,TiC_xN_(1-x)中C原子含量逐渐增大,当反应温度从1 200℃升高到1 350℃时,生成物TiC_xN_(1-x)的C原子含量由9.8%升高到36.273%,N原子的质量分数42.14%降到18.456%。     

反应烧结Si3N4陶瓷材料的力学性能及微观组织

用静态气压与流动氮气气氛进行对比实验,探究了反应烧结Si₃N₄陶瓷中硅粉质量分数对Si₃N₄陶瓷材料氮化率及力学性能的影响.研究结果表明,当使用静态2 MPa氮气气压对硅粉进行氮化时,氮化率达到97%,明显高于流动氮气气氛下硅粉的氮化率(91%).这说明在使用静态氮气时,较高的气压更有利于氮气的扩散和氮化反应.同时,利用SEM等手段观察静态气压反应烧结Si₃N₄陶瓷材料,发现当硅粉质量分数大于10%时,Si₃N₄陶瓷材料表面出现气孔.这是因为随着硅粉质量分数的增加,硅粉在熔融状态下发生团聚现象,这造成了坯体内部再生空隙增加,从而导致Si₃N₄陶瓷材料的维氏硬度和抗折强度降低.     

氮气流量对TiN 薄膜组织结构及力学性能的影响

采用磁控溅射方法在不锈钢表面沉积TiN薄膜,通过扫描电子显微镜、显微硬度计、CSPM5500扫描探针显微镜、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损仪等分析测试手段,研究氮气流量对薄膜形貌、成分、结构、硬度、表面粗糙度、耐磨损等性能的影响.结果表明,随着氮气流量的增加,薄膜的显微硬度、膜厚都逐渐降低,膜基结合力逐渐增加,膜基结合力在16 mL/min时达到最大67.2 N;表面粗糙度和平均摩擦系数均在8 mL/min时最低.随着氮气流量增加,薄膜主要生长取向由(200)晶面转向(111)晶面生长;TiN薄膜的颜色也随氮气流量增大而加深,8 mL/min和12 mL/min时为金黄色,4 mL/min和16 mL/min时颜色较差.      

氮化锰硅合金的研发及氮含量影响因素分析

通过在理论上探讨真空法生产氮化锰硅的反应机制,简述了氮化锰硅研发试验方法及产品使用效果。对于氮化锰硅合金中氮含量进行了多因素多条件的分析。提出氮化反应前提高炉内真空度、氮化过程阶段性升温、反应后期提高氮气压力及原料粒度合理控制等方式,都将使氮化锰硅产品含氮量提高并且缩短冶炼周期,达到提高产品质量及产量的效果。     

一步法制备碳氮化钒的工艺优化试验

围绕开发连续、高效、低成本的一步法合成碳氮化钒的技术,在总结氮化钒生产工艺过程研究的基础上,以V₂O₅为原料,焦炭为还原剂,经过破碎、混料和压制成块、烘干后进行还原氮化过程,在高纯氮气气氛下探索了高温碳热还原一步法制备碳氮化钒的最佳生产工艺条件。通过对V₂O₅的还原过程进行热力学分析计算并利用FactSage热力学软件对其进行理论研究,采用XRD、SEM等测试方法对反应温度、反应时间、氮气流量、制样压力等影响因素进行单因素试验分析,结果表明,碳化钒的氮化反应是逐级进行的,碳氮化钒的反应过程为V₂O₅→V₂O₄→V₂O₃→VC→VCN。试验中产生的CO会改变炉内气体分压,会对碳化温度和氮化温度产生影响,因此反应过程中应严格控制体系的CO和N₂分压;反应时间和氮气流量对反应产物的钒、氮、碳含量产生不同的影响,钒含量和氮含量随着反应时间的增加和氮气流量的...     

抗震钢筋钢LF吹氮气合金化工艺研究与应用

吹氮气合金化是一种新型氮化合金技术。通过理论分析抗震钢筋钢钢水吹氮气合金化增氮的热力学和动力学影响因素,在重钢80 t LF进行吹氮气合金化工艺现场试验。提出了合理控制LF大流量吹氮气前的钢水温度、氮气流量、吹氮气时间等工艺控制措施。实践结果表明:抗震钢筋钢未加入任何含氮合金,经LF吹氮气合金化工艺后钢水增氮效果良好,氮含量稳定,钢材力学性能够满足国家标准。     

Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺

为了研究Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺,采用加压感应炉+保护气氛电渣重熔工艺进行Mn18Cr18N高氮奥氏体不锈钢的冶炼工艺试验,冶炼过程中采用氮化合金与加压氮气渗入相结合的方法增氮。结果表明,随着氮气分压的增加,钢中氮质量分数随之增大;当冶炼过程中氮气分压提高0.03 MPa时,能够成功抑制皮下气泡的生产;试验钢经保护气氛电渣重熔后,钢中夹杂物会普遍降低,主要为细小的方形TiN夹杂。     

钛表面气体氮化的工艺研究

研究了氮化温度、氮化时间、氮气压力和流量等因素对钛氮化反应的影响，确定了钛表面气体氮化的工艺参数，并对氮化覆层的相组成及各项性能进行了研究。     

关于锰球氮化的动力学模型及生产工艺探索

建立了锰球氮化的动力学模型,采用管式炉热重法对单个锰球进行了氮化,试验结果和模型能很好的吻合;此外还利用井式炉对氮化锰球的生产进行了初步探索,对井式炉氮化过程中炉料的温度进行了测量。结果表明,锰球氮化模型在实际生产中的应用关键在于氮气在锰球内部的扩散系数、局部化学反应速率常数、锰球半径等参数的确定;在井式炉生产过程中,由于锰和氮气之间的反应为剧烈的放热反应,反应放出的热量积聚,引起温度升高,可能产生烧结现象。     

无磁钻铤用高氮不锈钢TSMF166冶炼实践

通过无磁钻铤用高氮不锈钢TSMF166冶炼实践,开发出低碳高锰冶炼和VOD+ LF组合增氮两项技术,将大部分锰合金加入时间移至VOD脱碳后,用廉价的氮气替代氮化合金,100％用氮气进行氮合金化,解决TSMF166钢冶炼中碳、锰、氮含量的控制问题,缩短K-OBM-S转炉、VOD真空精炼和LF生产周期,提高钢质纯净度,降低生产成本,彻底消除在LF加氮化锰增氮产生的巨大烟尘给环境带来的严重污染.VOD+ LF组合增氮技术既经济又环保,值得在生产中高氮不锈钢上推广或借鉴.     

TiN粉末的制取

本文研究了高温下钛粉与氮气作用的反应速度、温度及压力,介绍了 TiN 粉末的制取工艺和设备,并制得了含氮量为20.97%的黄色 TiN 粉末。     

真空感应炉冶炼含氮不锈钢的合金增氮工艺

试验研究了200 kg真空感应炉冶炼含氮不锈钢Cr13(0.04%～0.06%N)、Cr23Ni19(0.22%～0.28% N)和Cr22Ni9(0.15%～0.19%N)时,在(0.1～0.6)×10⁵Pa氩气或氮气下加氮化铬(56.2%Cr、7.33%N)增氮工艺。结果表明,在氮气保护下加氮化合金,氮回收率为80%以上;在氩气保护下加氮化合金,氮回收率仅为10%。提高炉内氮气压力,控制合适的加入温度,加入小粒度氮化铬,氮的回收率可达100%。     

Ti—6Al—4V合金激光氮化前的预热研究

为了得到薄厚均匀并且无裂纹的氮化表面,人们对激光氮化条件进行了大量研究。虽然通过对基材预热和淡化氮气气氛,可以避免裂纹产生,但由于难以精确确定预热温度且不能保证得到均匀的熔深,因而对工件较大面积改性时不适用。通过考察裂纹产生的趋势、熔深、激光道能量与试样温度变化之间的关系,探索出了在纯Ar气氛下用精确的激光道数对试样进行预热,然后氮化的工艺方法,可获得厚度均匀且无裂纹的氮化层。l实验部分基材为Ti－6A14V合金。用带有旋转装置的5kw连续CO。激光器进行激光氯化工艺研究。激光能量为2kw,光束半径为1mm,旋转…     

渗氮与离子镀TiN复合处理表面强化技术及进展

综述PN TiN复合处理的工艺、组织和性能之间的关系,重点讨论复合处理过程中"黑色层"的形成及抑制,并探讨氮化层对复合涂层的强化机理.