时效硬化型20Cr3MnMoV渗氮钢

开发了一种深层渗氮用时效硬化型渗氮钢20Cr3MnMoV,可实现渗氮件渗氮过程中表层渗氮硬化和基体时效硬化同时进行;实现了渗层深,深层硬化和基体强化,适用于在重载耐磨和重载复杂应力条件下长寿命工作的渗氮件。20Cr3MnMoV钢固溶处理空冷后,硬度值为40~44HRC,具有中等可加工性,520~540℃×50h变温离子渗氮后,表面硬度值1000~1100HV0.1,渗氮层深0.6mm,渗氮表面下0.4mm处硬度值大于700HV0.1,渗氮基体硬度值大于480HV0.1(48HRC)。     

一种时效硬化钢的深层离子渗氮

对20CrNi3Mn2Al 时效硬化钢进行不同温度和不同时间的离子渗氮处理,优选出最佳渗氮工艺为520~540 ℃×50 h氨气变温深层离子渗氮处理,表层硬度高,化合物层薄,硬度梯度好,表面下0.1 mm处硬度大于900 HV,0.4 mm处硬度大于600 HV,渗氮层深大于0.7 mm,基体硬度为400~450 HV,可用于制造大型重载高速精密齿轮,部分替代渗碳钢,省去渗碳和油淬工序,简化工艺,减少变形。     

渗氮温度对38CrMoAl钢真空感应渗氮层耐磨性能的影响

应用一种新型真空感应渗氮方法对38CrMoAl钢表面制备渗氮层,采用SEM、EDS、自动显微硬度测试、滑动干摩擦试验等测试方法探讨了渗氮温度对38CrMoAl钢渗氮层组织、硬度和耐磨性的影响规律。结果表明:渗氮层表面平整,白亮层、扩散层、基体之间过渡平缓;随着渗氮温度升高,扩散层厚度、渗层硬度、耐磨性均呈现先增加后降低趋势;渗氮温度为560℃时,渗层厚度达到最高值180μm,渗层硬度达到最高值1250 HV0.025;渗氮温度560℃、590℃时的渗层试样在摩擦试验过程中仅有轻微的磨粒磨损,耐磨性能最佳。     

深层离子渗氮硬化技术

开发的深层渗氮硬化技术可以提高渗氮件的承载能力和挖掘渗氮的强化潜力。它包含三个相关条件:渗氮层深0.6 mm以上,渗氮表面下0.4 mm处硬度大于600 HV和渗氮基体硬度大于400~450 HV(42~46 HRC)。研制的两种时效硬化钢(20Cr Ni3Mn2Al和20Cr3Mn Mo V)空冷固溶处理后硬度分别为33~36 HRC和40~44 HRC;经过520~540℃×50 h深层离子渗氮处理后,渗氮层深分别为0.75 mm和0.60 mm,渗氮表面下0.4 mm处硬度分别达到652 HV0.1和748 HV0.1,渗氮基体硬度分别为431 HV0.1(44.5 HRC)和488 HV0.1(48.5 HRC)。     

QPQ技术提高65Mn钢耐磨性的工艺参数优化

将QPQ技术应用于65Mn钢,用SEM、显微硬度计和摩擦磨损试验机分别对QPQ渗层的显微组织、显微硬度和耐磨性进行分析研究,与调质态试样和盐浴渗氮试样进行对比试验;为了优选典型的渗氮温度、渗氮时间、氧化温度和氧化时间,设计了一组正交试验,以平均摩擦因数和磨损量为依据分析了QPQ工艺中4种工艺参数对其耐磨性的影响。结果表明,QPQ渗层表面平整,渗层由外到内依次为氧化膜、疏松层、化合物层和扩散层;QPQ处理试样的最高硬度为710 HV0.1,基体硬度为360 HV0.1;其最小磨损量的最优工艺参数为渗氮温度570℃,渗氮时间3 h,氧化温度330℃,氧化时间40 min。优化工艺处理的试样其摩擦因数为0.077,为调质态试样的60.5%,磨损量为2.1 mg,仅为调质态试样的18.8%。     

冷处理对42CrMoA钢表面QPQ处理层的影响

研究了-60℃冷处理对42Cr Mo A钢表面盐浴渗氮与氧化复合(QPQ)处理层的影响。采用扫描电镜观察截面形貌,用纳米压入法测定了沿深度方向的硬度变化,用划痕法测定了涂层/基体的结合强度,用X射线衍射(XRD)测定涂层物相变化情况。结果发现:QPQ处理后42Cr Mo A钢表面生成疏松层、渗氮层和扩散区,疏松层由氧化层(~10μm)和氧-氮共混区(~5μm)组成。渗氮层(10~15μm)硬度800 HV0.05,扩散区(0.3~0.4 mm)硬度从约500 HV0.05梯度降低到基体硬度(约325 HV0.05)。QPQ处理在42Cr Mo A钢表面生成的渗氮层与扩散区结合较好,结合强度(划痕法)约25 N。-60℃冷处理未对QPQ处理层的硬度以及渗氮层/扩散区的结合强度产生显著影响。但冷处理显著弱化疏松层与渗氮层的结合,导致疏松层在较大范围剥离。     

渗氮温度对40Cr钢QPQ组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)对不同渗氮温度QPQ处理的40Cr钢表面渗氮层显微组织进行观察分析,同时进行维氏硬度试验与销盘摩擦磨损试验,获得渗氮层硬度梯度与磨损失重,并观察分析了磨损表面SEM形貌。结果表明,经不同渗氮温度的QPQ处理后,40Cr钢表面均形成了由氧化膜层、化合物层与扩散层构成的表面渗氮层。但随渗氮温度的升高,其渗氮层厚度呈先增加后减小的变化趋势,4种渗氮温度(580、600、620、640 ℃)下样品有效渗层深度分别为0.14、0.20、0.29、0.26 mm。随渗氮温度的升高,磨损量呈先减小后增大的趋势,在620 ℃下达到最低值。4种渗氮温度下磨损形式均以磨粒磨损与粘着磨损为主,但随着渗氮温度升高带来渗氮层厚度与硬度的变化,磨损程度呈现逐渐减轻的趋势。     

氨水浓度对38CrMoAl钢液相等离子体电解渗氮层显微组织及性能的影响

在不同氨水浓度的电解液中，采用液相等离子体渗透技术在38CrMoAl钢表面制备了渗氮层。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等对渗氮层的显微组织、相组成进行了观察和分析，并采用Parstat2273电化学工作站测试了渗氮层的耐蚀性能，并对其显微硬度和耐磨性进行了测试，研究了氨水浓度对38CrMoAl钢液相等离子体渗氮显微组织与性能的影响。结果表明：随着氨水浓度的增大，渗氮层中的白亮层厚度呈增加趋势，分布着针状的氮化物和细小碳化物的扩散层厚度和渗氮层最大显微硬度值呈先增加后降低的趋势；当氨水浓度为60%时，渗氮层厚度达160μm,其中扩散层为112μm,渗氮层硬度最高为1023 HV0.1,约是基体硬度的3.5倍；渗氮层主要以Fe₂N、Fe₃N相等为主；渗氮层的耐磨性能和耐腐蚀优于基体。     

退氮处理对SDHS2模具钢渗氮层组织与性能的影响

采用光学显微镜和显微硬度仪对比研究了离子渗氮的SDHS2模具钢退氮处理前后渗氮层的组织和性能。结果表明:通过离子渗氮处理得到的渗层深度约230μm,渗层表面硬度达1 000 HV0. 3以上,渗层组织致密,与基体结合良好;分别经530和550℃退氮处理8、12、16 h后,渗氮层的硬度均大幅度降低。但随着渗氮时间的延长,渗层硬度随之提高;退氮温度的升高也会导致基体硬度的大幅度下降。综合比较得出,SDHS2模具钢退氮处理的最佳工艺为:退氮温度530℃、退氮时间8 h。在保证基体硬度满足要求的条件下,退氮处理可使表面硬度由处理前的1 000 HV0. 3以上降低至780 HV0. 3左右。     

38CrMoAl钢负压感应快速渗氮工艺及性能北大核心CSCD

利用自主研制的真空感应渗氮装置在38CrMoAl钢表面制备渗氮层,探讨渗氮压力对渗氮层组织与性能的影响,并采用SEM、自动显微硬度测试、滑动干摩擦及电化学极化试验等分析了渗氮硬化层的显微组织、硬度、耐磨性与耐蚀性。结果表明:经渗氮处理后的试样表层平整,白亮层、扩散层、基体之间过渡平缓。随着渗氮压力的上升,渗层厚度增加,渗层硬度、耐磨性先提高后下降,-30 kPa时表面硬度达到1200 HV0.025,耐磨性提高约5倍。     

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。     

复合化学热处理对G13Cr4Mo4Ni4V钢组织和硬度的影响

采用扫描电镜、洛氏硬度计和维氏显微硬度计研究了渗氮140 h对渗碳+淬火+回火G13Cr4Mo4Ni4V钢微观组织及硬度的影响。结果表明,渗碳+淬火+回火后G13Cr4Mo4Ni4V钢有效渗碳层深度为1.45 mm,渗碳层最高硬度为785 HV,心部硬度为420 HV,经渗氮处理后有效渗碳+渗氮层深度降为1.34 mm,渗氮层深度为0.22 mm,渗氮层最高硬度可达到948 HV,心部硬度为451 HV,较未渗氮试样硬度略有提高。渗碳+淬火+回火和添加渗氮处理后G13Cr4Mo4Ni4V钢的表面洛氏硬度相当,均在62~65 HRC 之间,但渗氮处理后试样的硬度波动性较大。添加140 h渗氮的渗碳+淬火+回火后G13Cr4Mo4Ni4V钢实现了“表面硬心部韧”的目标,渗氮层深度满足工程需要,但添加渗氮处理后G13Cr4Mo4Ni4V钢在渗碳层和渗氮层出现类网状碳化物,因此在渗氮过程中需要综合考虑渗氮层深度和微观组织,以获得良好的综合力学性能。     

渗氮温度对42CrMo钢零件表面后氧化渗层的影响

采用硬度测试、显微组织观察、脆性等级和疏松等级评价等方法研究了渗氮温度对42CrMo钢零件渗氮后氧化渗层性能的影响。结果表明:在渗氮后氧化处理过程中,渗层的表面硬度随着渗氮温度的升高出现先增后降的趋势;渗层深度和疏松等级随渗氮温度的升高而增加,但脆性等级变化不大。当渗氮温度为560 ℃时,42CrMo钢零件可获得表面硬度≥600 HV、渗层(白亮层)深度≥15 μm、1级脆性等级、2级疏松等级的优秀渗层。     

PH13-8Mo钢的离子渗氮工艺

对PH13-8Mo钢离子渗氮工艺参数进行了研究,其中包括渗氮温度、渗氮时间及渗氮件表面粗糙度。结果表明:随渗氮温度的升高、渗氮时间的延长、零件表面粗糙度的降低,PH13-8Mo钢渗氮层厚度增加;渗氮零件表面粗糙度对渗氮层脆性等级影响较大,渗氮零件表面粗糙度为6.3 μm时,其脆性等级达到III级;渗氮时间、渗氮温度及零件表面粗糙度对渗氮层硬度影响甚微。渗氮温度540 ℃,渗氮时间22 h,零件表面粗糙度0.8 μm时,PH13-8Mo钢可获得良好的渗氮层,渗氮层厚度可达197.5 μm,渗氮层硬度可达1083 HV0.2,脆性等级为II级。     

离子渗氮对304L不锈钢组织及高温耐磨性能的影响

以焚烧炉用热电偶304L不锈钢套管为研究对象,开展了不同温度的离子渗氮试验研究。采用光学显微镜、扫描电镜、显微硬度计等分析了304L不锈钢离子渗氮前后的微观结构与力学性能,并研究了其在400 ℃的耐磨损性能。结果表明,304L不锈钢离子渗氮后,可形成硬度1300 HV以上的表面硬化层。随着渗氮温度的提高,表面硬度有所提升,同时硬化层厚度显著增加。离子渗氮可提高304L不锈钢的磨损性能及耐高温氧化性能。     

A4双相不锈钢离子渗氮工艺研究

研究了A4双相不锈钢的离子渗氮工艺.结果显示,渗氮温度和气氛氮势(即氮与氢之比)对渗氮层的深度有影响,而对硬度无明显影响.当渗氮温度为580℃,N2:H2=1:9时,渗氮层表面硬度可达1200～1300HV0.3,渗氮层深度为0.10 mm.     

离子渗氮温度对X80管线钢渗氮层在 3.5%NaCl溶液中耐蚀性能的影响

研究了X80管线钢在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明：经离子渗氮的样品,表面硬度显著提高,且随渗氮温度的升高而增加;渗氮层的耐蚀性明显优于基体材料,腐蚀电流密度降低一个数量级;腐蚀电位明显正移。当渗氮温度为450 ℃时,样品渗氮层由ε相和少量的γ '相构成,表面硬度约为810 HV,耐蚀性最好,腐蚀电流最小,约为0.56 μA/cm²,腐蚀电位最高,约为-214 mV。当渗氮温度为570 ℃时,样品渗氮层全部为γ '相,表面硬度约为930 HV,耐蚀性明显降低。离子渗氮温度显著影响X80钢表面渗氮层的相组成,引起表面硬度和耐蚀性不同。     

32Cr2Mo2NiVNb 钢盐浴氮化工艺

目的将盐浴氮化工艺用于32Cr2Mo2NiVNb钢的表面处理。方法采用盐浴氮化工艺处理32Cr2Mo2NiVNb钢,通过对金相组织、力学性能、断口形貌、耐蚀性能、高温耐磨性能等的测试分析,研究该工艺对32Cr2Mo2NiVNb钢组织和性能的影响,验证该工艺对32Cr2Mo2NiVNb钢的适用性。结果32Cr2Mo2NiVNb钢盐浴氮化后,基体组织为均匀的细针状索氏体+少量游离铁素体,渗氮层深度约为0.23 mm,化合物层深度均匀,约为17μm,渗氮层疏松度、氮化物、脆性评级均达到1级;表面硬度为1011HV0.3,较氮化前提高153.4%;抗拉强度、拉伸断口形貌均无明显变化,断后伸长率、断面收缩率、冲击吸收能量仅小幅降低;耐中性盐雾时间为镀硬铬试样的6.3倍;经190 s高温磨损的表面磨痕细小均匀,磨损失重较镀硬铬试样降低62.8%。结论盐浴氮化工艺不损害32Cr2Mo2NiVNb钢组织、强度等,仅使塑性、韧性指标小幅降低,相较于镀硬铬工艺,可显著提高32Cr2Mo2NiVNb钢的耐蚀性、高温耐磨性,对32Cr2Mo2NiVNb钢的工艺适用性良好。     

液压柱塞泵用30CrMoV9钢的调质与气体渗氮工艺

为提高液压柱塞泵用30CrMoV9钢的综合性能及表面的耐磨性和抗疲劳性,对30CrMoV9钢的调质工艺及粗加工后的气体渗氮工艺进行了研究,对调质硬度、渗氮层深度、渗氮后的显微组织、渗氮层硬度等进行了测试。结果表明,经900 ℃淬火及630～640 ℃的回火处理后,30CrMoV9钢可满足硬度在28~35 HRC的要求;调质态30CrMoV9钢进行气体渗氮处理后,表面平均硬度可达750 HV0.5以上,可有效提高零件的接触疲劳强度。     

17-4PH不锈钢离子渗氮工艺研究

研究了17-4PH马氏体沉淀硬化型不锈钢的离子渗氮工艺。结果表明,当离子渗氮温度为500℃,N2:H2=1:3时,17-4PH马氏体不锈钢的渗层表面硬度可达1324 HV0.1,渗氮层深度为0.12mm,基体硬度达到38.3 HRC。