电弧等离子体辅助渗氮处理Cr12MoV钢的组织结构及硬度

采用不同温度对Crl2MoV钢进行电弧等离子体辅助渗氮处理.采用X射线衍射(XRD)分析渗氮层的相组成,采用扫描电子显微镜(SEM)及光学显微镜分别观察渗氮样品表面形貌及横截面形貌,利用显微硬度计测试渗氮层的硬度分布.结果表明:实验钢渗氮层的结构由CrN+γ'-Fe4N+ε-Fe3N的化合物层及由含氮马氏体相α-Fe (N)组成,渗氮层的厚度随处理温度的升高而增加.渗氮处理后能明显提高Cr12MoV钢基体的显微硬度.     

离子渗氮温度对不锈钢组织及性能的影响

对1Cr18NigTi、1Cr13、0Cr18Ni9不锈钢进行了不同温度的离子渗氮.利用金相显微镜及扫描电镜观察了渗氮层显微组织形貌;利用能谱仪测试了渗层中元素的含量及分布情况;利用HVS-1000型数显显微硬度计测定了渗层不同深度处的硬度变化;采用改制的摩擦磨损试验机测试了渗氮层的摩擦磨损特性;利用盐雾腐蚀试验箱测试了渗氮层的耐腐蚀性.结果表明,随渗氮温度增加,3种钢的渗层表层组织中氮化物量减少,高氮浓度的ε相转变为γ'相,440 ℃渗氮形成了氮在基体中的过饱和固溶相;1Cr13不锈钢比1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni9不锈钢的渗层厚;渗层表面硬度降低,但从表面向心部的峰值硬度增加;在一定范围内渗层耐磨性降低,但比未渗氮试样均提高4倍左右;渗层的耐盐雾腐蚀性降低,但440℃的低温渗层的耐蚀性与未渗氮试样差不多.     

2Cr13不锈钢活性屏等离子体源渗氮层组织与耐蚀性能

目的 探讨活性屏等离子体源渗氮技术提高马氏体不锈钢硬度与耐蚀性能的可行性。方法 将2Cr13马氏体不锈钢进行350～550℃、6 h活性屏等离子体源渗氮处理,采用光学显微镜（OM）、电子探针显微分析仪（EPMA）和X射线衍射仪（XRD）分析渗氮层的组织、成分和相结构,使用显微硬度计测试渗氮层的显微硬度,利用电化学腐蚀试验解析评估渗氮层的耐蚀性能。结果 经活性屏等离子体源渗氮处理后,可在马氏体不锈钢表面形成厚度为2～45μm,N原子分数为20%～25%的渗氮层,其表面显微硬度达1050～1350HV0.25,是基体硬度的4～5倍。350℃时,渗氮层以ε-Fe_2-3N相为主,且含有少量αN相;450℃时,渗氮层由αN、ε-Fe_2-3N和γ’-Fe₄N相构成;渗氮温度升至550℃时,渗氮层由α-Fe、CrN和γ’-Fe4N相构成,αN、ε-Fe2-3N相消失。350、450℃时,渗氮层在3.5%NaCl溶液中的阳极极化曲线出现明显钝化区,而未渗氮的2Cr13不锈钢并未发现钝化区,自腐蚀电位E_corr由未渗...     

不同渗氮温度下38CrMoAl钢低氮氢比无白亮层离子渗氮

为提高变速器锥盘使用寿命,以锥盘用38CrMoAl钢为研究材料,采用不同渗氮温度低氮氢比离子渗氮进行表面改性。利用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、摩擦磨损试验机对渗氮后的38CrMoAl钢显微组织、物相、硬度、渗层脆性及耐磨性进行了测试和分析。结果表明:38CrMoAl钢经520℃,N2∶H2=1∶4和540℃,N_2∶H_2=1∶5离子渗氮后表层无白亮层生成,XRD分析表明表层无γ'-Fe4N相,说明离子渗氮时通过改变渗氮温度和氮氢比可以避免白亮层生成,只形成渗氮扩散层。研究还发现,渗氮层的脆性显著降低,韧性和耐磨性提高,为促进无白亮层离子渗氮技术更好地应用于变速器锥盘的表面改性提供了参考。     

00Cr12Ni9Mo4Cu2Ti马氏体时效不锈钢离子渗氮组织和性能

对00Cr12Ni9Mo4Cu2Ti马氏体时效不锈钢进行了离子渗氮处理,研究了不同渗氮条件下所形成的渗氮层的相结构与性能。结果表明:经离子渗氮后的00Cr12Ni9Mo4Cu2Ti马氏体时效不锈钢的表面硬度、耐磨性都有明显的提高,表面硬度最高达到了1350HV0.05。当样品在400℃渗氮时,表层新相主要由α相组成;当渗氮温度上升至500℃时,表层新相主要由αN相、γ′-Fe4N相、ε相组成,并有大量的CrN相形成;当渗氮温度高于600℃时,ε相、CrN的含量继续增加,γ′-Fe4N相逐渐减少,αN相几乎完全分解。伴随着CrN相的生成,样品的耐磨性得到了提高,表面耐腐蚀性能有一定下降。实验还观察到该马氏体时效不锈钢渗氮层中有微裂纹产生,裂纹的形成与样品的残余内应力和氮化物相生成有关。     

离子渗氮工艺参数对4Cr5MoSiV钢表层组织与性能的影响

目的 研究离子渗氮的温度及时间对4Cr5MoSiV钢渗氮层组织、表面硬度及耐磨性的影响,获得提高硬度、耐磨性的最优工艺参数。方法 对4Cr5MoSiV钢表面进行离子渗氮处理,渗氮温度分别为450、480、510、540 ℃,保温时间分别为5、10、15、20 h。利用维氏显微硬度仪测量渗层深度及表面硬度;利用X射线衍射仪分析渗层物相组成;利用摩擦磨损试验机评价试样耐磨性;通过扫描电镜观察表面磨痕区域。结果 离子渗氮渗层表面的物相主要为γ''-Fe4N相和ε-Fe2~3N相。在实验范围内,随着温度的升高或时间的增加,材料渗层深度、表面硬度增加,磨损率减少,但当温度过高或时间过长时,表面硬度下降,磨损率增加。在480 ℃的条件下进行20 h离子渗氮的材料,表面具有最好的摩擦学性能,表面硬度为1147 HV0.2,磨损率为2.13×10-5 mm3/(N?m),渗氮层深0.24 mm,化合物层深14.05 μm,摩擦系数为0.45,磨损状态为磨粒磨损。结论 离子渗氮是适合于变截面弹簧的表面强化方式,可以在材料表面形成具有一定厚度、均匀分布的渗氮层组织,显著提升表面硬度和耐磨性,降低摩擦系数。     

奥氏体不锈钢低温离子渗氮工艺研究

对304、316 L奥氏体不锈钢进行了不同温度、不同时间的离子渗氮。研究了渗层的显微组织和耐腐蚀性,测定了渗层的硬度。结果显示,随着渗氮温度的升高,两种钢渗层的表面硬度和深度都增加,而耐蚀性降低。渗氮温度≥400℃时,随着渗氮时间的延长,两种钢渗层的表面硬度变化不大,但深度明显增加,渗层的耐蚀性降低。当渗氮工艺相同时,316 L钢渗氮层的硬度、深度和耐蚀性均比304钢的渗氮层高。     

1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的真空固溶渗氮处理

为了提高表面硬度和耐磨性,对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行真空固溶渗氮处理。采用金相显微镜,X射线衍射仪、显微硬度计和耐磨试验机分析了渗氮层的组织与性能。结果表明,1Cr18Ni9Ti不锈钢经1 050℃真空固溶渗氮8 h后,获得了由γ′-Fe4N、CrN及含氮奥氏体组成的渗氮层;渗氮层组织致密,表面硬度为900~950 HV,有效渗层深度200μm以上;合金耐磨性得到改善,磨损失重仅为基体合金的1/26。     

Inconel690合金离子渗氮工艺研究

对镍基合金Incone1690进行离子渗氮处理,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度计等对渗氮层进行表征.结果表明:经1050℃固溶处理和700℃TT处理后的试样在540℃渗氮时渗氮层以化合物CrN及贫N、Cr的铁镍奥氏体( γ-FeNi)为主;而仅经1050℃固溶处理时渗氮层以γN相为主,厚度5～7 μm,硬度提高明显.     

渗氮工艺对1Gr18Ni9Ti不锈钢表面耐蚀性的影响

通过对渗氮工艺处理后1Cr18Ni9Ti钢的组织观察及力学性能测量,研究了1Cr18Ni9Ti钢的渗氮层组织及性能与渗氮温度的关系。研究结果表明:未经过渗氮处理的1Cr18Ni9Ti钢主要相成分是α-Fe相,在300℃温度下渗氮处理后的物相主要有α′N、γ′-Fe4N及ε-Fe3C相,其中γ′-Fe4N相的含量较少,在350℃和400℃温度下渗氮处理后的物相主要有α′N、γ′-Fe4N、ε-Fe3C及Cr N相。经过渗氮处理后,钢表面的硬度有明显提升,硬度值随着渗氮温度的降低而减小。在300℃温度下渗氮处理可以一定程度上提升1Cr18Ni9Ti钢的耐蚀性。     

空气-乙炔碳氮氧离子多元共渗工艺研究

用空气-乙炔混合气体作为气源,对40Cr钢进行了离子碳氮氧多元共渗;用光学金相显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计,对渗层形貌、物相和显微硬度进行了分析检测。结果表明:乙炔浓度是影响性能的关键因素,它对硬度、物相起着决定性的作用。与常规离子渗氮相比,以空气-乙炔混合气体作为气源的碳氮氧离子多元共渗工艺操作简便,成本低廉。     

空气-乙炔碳氮氧离子多元共渗工艺研究

用空气-乙炔混合气体作为气源,对40Cr钢进行了离子碳氮氧多元共渗;用光学金相显微镜、X射线衍射仪和显微硬度计,对渗层形貌、物相和显微硬度进行了分析检测.结果表明：乙炔浓度是影响性能的关键因素,它对硬度、物相起着决定性的作用.与常规离子渗氮相比,以空气-乙炔混合气体作为气源的碳氮氧离子多元共渗工艺操作简便,成本低廉.     

新渗氮钢30Cr2MoV的耐磨性研究

新渗氮钢３０Ｃｒ２ＭｏＶ的耐磨性研究张振宇，杜树芳（吉林工业大学）（长春光机所）１前言随着渗氮技术的发展，各种新渗氮钢相继问世。但是，关于新渗氮钢的特性，渗氮介质、工艺与其性能的关系却很少报道。本文研究了含钒量、原始组织及渗氮工艺对新渗氮钢３０Ｃｒ２...     

2Cr13钢的表面气体渗氮处理

用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射(XRD)仪及显微硬度计对经气体渗氮处理的2Cr13钢试样进行了组织结构分析,并利用销-盘摩擦磨损试验机对渗氮的盘与未渗氮销摩擦副进行摩擦磨损试验.结果表明,520℃×20 h渗氮可使2Cr13马氏体不锈钢的渗氮层深度达到165 μm,处理后试样的显微硬度约为处理前的2.5倍.处理后试样的耐磨性能得到了较大的提高,渗氮盘试样的磨损表面未出现裂纹,而未渗氮销的磨损表面存在严重的裂纹.     

SiO_2、Al_2O_3、ZrO_2对磨副材料对离子渗氮工业纯钛TA2磨损性能的影响

研究了离子渗氮处理工业纯钛TA2与硬质材料对磨的磨损性能。采用球盘摩擦磨损试验机评价摩擦学性能,选取了3种硬度的对磨副材料Si O2、Al2O3、Zr O2。利用光学显微镜、白光三维形貌仪、X射线衍射仪和显微硬度计分别对渗氮前后TA2的微观组织结构和硬度进行表征,并分析磨痕的表面形貌及元素组成。结果表明,渗氮后TA2表面生成了80μm厚的Ti N、Ti2N和α-Ti(N)硬质相渗氮层,表面硬度由140 HV提高至1260 HV,耐磨性能得到了提高。未处理样品的磨损机制主要是严重的黏着磨损、塑性形变和一定程度的磨粒磨损;渗氮样品的磨损机制主要为磨粒磨损,磨损率随对磨副材料硬度的升高而增大。     

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.     

渗氮技术及其进展

本文系统讲述了常规渗氮技术及渗氮的新技术,阐明了渗氮技术的现状及发展,指出随着渗氮工艺的完善,低成本、高精度、高质量且有利于环保的渗氮新技术,将是21世纪渗氮技术发展的重要方向。     

2Cr3WMoV铸钢件渗氮工艺的研究

对2Cr3WMoV铸钢件在预备热处理(1050℃空冷 750℃空冷 1050℃油冷 680℃空冷)基础上进行渗氮工艺试验,选择的温度是540℃、560℃、580℃。在560℃下保温时间为37h、45h、50h,试验结果表明在560℃,时间37～50h表层硬度>HV940,渗层深度0.45mm～0.65mm。     

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。     

氮化和喷涂MoS2涂层的不锈钢试样振动后抗咬死性能分析

目的 研究氮化和喷涂MoS2涂层的异种不锈钢试样,经振动试验后的抗咬死性能及失效原因.方法 利用三角级数法转化得到了振动参数,对底座(Ⅰ型不锈钢)和拉杆(Ⅱ型不锈钢)的模拟件进行了气体氮化和常温喷涂MoS2涂层处理,采用三维显微镜、XRD、SEM、EDS和模拟振动试验平台对试样进行了表征.结果 Ⅰ型和Ⅱ型不锈钢氮化后的表面物相主要是γ′-Fe4N、ε-Fe2-3N和CrN.Ⅰ型不锈钢和Ⅱ型不锈钢表面的MoS2涂层厚度分别为30～40μm、20～30μm,氮化层的总厚度分别约为165、230μm.在模拟振动平台上,底座与拉杆咬死失效时间在30～45 min之间.底座和拉杆的上、下接触面磨损较严重,内接触面发生了轻微磨损.拉杆的下接触面发生旋转,上接触面继续保持接触,上下接触面的摩擦力大于拉杆的重力,从而发生了咬死现象.结论 底座和拉杆局部表面粗糙度增加、拉杆直径比底座内表面高度方向尺寸大0.28 mm、互溶性大且含立方晶体结构氮化物的氮化层之间直接接触,是振动45 min并旋转后试样发生咬死的主要原因.建议改进底座和拉杆的尺寸、表面处理层和工艺参数.