碳管炉碳化工艺的研究

采用高温热电偶测定碳化炉料不同部份、不同区段的温度 ,描绘了二种规格卧式碳管炉的温度曲线 ,指示其碳化为放热反应过程 ,并提出了优化碳化工艺和设备改进的基本方法。     

Synthesis of titanium carbide by induction plasma reactive spray

A novel method capable of sufficient mixing of titanium powder and methane of carbon source was developed in the synthesis of titanium carbide by induction plasma reactive spray. X-ray diffraction analysis, optical microscopy, scanning electron microscopy, and microhardness test were used to characterize the spray-formed deposit.The experimental results show that both primary carburization of the titanium particles inside the plasma flame and secondary carburization of the growing deposit on high temperature substrate contribute to the forming of titanium carbide. The transitional phase of TiC1-x has the same crystal structure as TiC, but has a slightly low lattice constant. The deposit consists of fine grain structure and large grain structure. The fine grain structure, harder than large grain structure, shows grain boundary fracture.     

牙 板 渗 碳 淬 火 工 艺 的 改 进

针对钻井用吊钳牙板使用时易崩碎、不耐磨的特点，分析了原因，改进了牙板渗碳淬火的热处理工艺。实践证明改进后的工艺切实可行。     

ZrO2-C质耐火材料中碳对氧化锆的稳定作用

分别以粒度均<0.045 mm的氧化钙部分稳定氧化锆、氧化镁部分稳定氧化锆和氧化钇部分稳定氧化锆为原料,酚醛树脂作为结合剂和碳源,按部分稳定氧化锆与酚醛树脂质量比为9 1配料,研究了在埋焦炭条件下于1 600℃渗碳处理后3种部分稳定氧化锆的相组成变化,以及保护渣对渗碳处理后氧化锆稳定性的影响。结果表明:1)高温下树脂碳对氧化锆存在渗碳过程,并对氧化锆有稳定作用,促进了部分稳定氧化锆中单斜相向四方相的转化;但也发现渗碳过程对部分稳定氧化锆中的氧化钙和氧化镁稳定剂存在还原作用并引起其挥发。2)由于渗碳处理过程中部分氧化钙和氧化镁稳定剂被还原挥发,高温下空气气氛中部分稳定氧化锆随着氧化锆晶格中碳的氧化而迅速失稳;而在埋炭条件下部分稳定氧化锆晶格中碳的存在减缓了部分稳定氧化锆的失稳过程。     

高强度灰铸铁熔炼技术发展趋势及最新研究成果

回顾了灰铸铁熔炼技术的发展历史,认为提高熔炼过程中石墨的形核能力是提高熔炼技术的重要途径。通过冲天炉与感应炉双联熔炼和感应炉增碳熔炼HT250材料的对比试验数据,说明采用感应炉增碳工艺可以有效地减轻铁液的收缩和白口倾向,减少灰铸铁的断面敏感性,改善石墨形态,提高材料性能。指出随着熔炼工艺水平的提高和铁液炉前处理技术的创新,HT300材料已产业化应用,HT350及更高牌号的灰铸铁材料也已经能够达到。     

18CrNiMo7-6钢的可控气氛高温渗碳工艺

基于机车用重载齿轮的热处理工艺要求,对18CrNiMo7-6钢进行920~1050 ℃的伪渗碳工艺处理,横向对比研究了试验钢经常规渗碳以及不同温度高温渗碳处理后的组织及力学性能;结合Aichelin计算机辅助模拟设计软件工艺模拟结果,制定高温渗碳工艺流程,对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行高温渗碳处理,并与常规渗碳齿轮进行了组织及性能的对比研究。结果表明,与热处理前相比,经不同温度和时间的伪渗碳处理后,18CrNiMo7-6钢的综合力学性能均有所下降,但通过控制渗碳后的冷却过程,可以显著提高其最终热处理后综合力学性能;增加渗碳温度和碳势,可以大幅提高渗碳效率;对18CrNiMo7-6钢制齿轮进行最高温度1050 ℃高温渗碳,渗碳效率提高约65%,经高温渗碳后,齿轮组织、综合力学性能以及单齿弯曲疲劳强度相比于常规渗碳齿轮均未降低。     

换热器腐蚀失效分析

在换热器定期检查的过程中,发现在换热器表面出现明显的缺口,从而导致换热器失效,为了研究换热器失效的原因,并防止此类事件再次发生,故采用金相分析、SEM和电化学方法对产生腐蚀穿孔的换热器E-715管板焊缝进行失效分析,研究了其腐蚀机理. 结果表明,换热器腐蚀穿孔是由于电化学腐蚀造成的,焊缝电极电位较低,母材电极电位较高,在服役介质中形成原电池,对焊缝造成腐蚀,并最终穿孔. 同时管程介质为烃类,碳含量较高,管体表面产生了渗碳.     

齿轮钢高温渗碳后的疲劳性能

利用旋转弯曲疲劳试验方法,研究了Nb和Ti微合金化20CrMn齿轮钢(20CrMnNb钢:w(Nb)0.077%;20CrMnTiNb钢:w(Nb)0.048%+w(Ti)0.038%)经1 000℃高温渗碳后的疲劳性能。结果表明,Nb-Ti复合微合金化的20CrMnTiNb钢中析出相尺寸小、数量多,其渗碳层原奥氏体晶粒平均尺寸明显低于Nb微合金化的20CrMnNb钢,因而20CrMnTiNb钢的疲劳极限高于20CrMnNb钢。疲劳断口观察发现,20CrMnNb和20CrMnTiNb钢主要以近表面基体方式起裂,渗碳层中疲劳裂纹沿晶界扩展,因而晶粒尺寸较细的20CrMnTiNb钢的疲劳性能较高。     

23CrNi3Mo钢钎具断裂失效分析

采用扫描电镜和光学显微镜观察了不同类型23CrNi3Mo钢钎具疲劳破坏缺陷试样断裂形貌及显微组织,分析讨论了缺陷试样失效的原因。结果表明,高疲劳寿命的阿特拉斯钎尾缺陷试样在疲劳源裂纹萌生、扩展过程中,塑性变形特征明显,表明其具有良好的抵抗疲劳裂纹扩展能力,而国内潜孔钻头试样脆性断裂特征明显。两种缺陷试样表面均为高硬度渗碳马氏体层,但阿特拉斯钎尾缺陷试样渗碳层与基体组织的下贝氏体过渡区域较宽,基体以贝氏体组织为主,硬度梯度过渡平缓,具有良好的强度与韧性匹配;而国内潜孔钻头试样的过渡区域较窄,基体是马氏体组织。可见合理的硬度梯度分布对钎具钢强韧性匹配和疲劳寿命影响很大。     

钛合金齿轮的表面处理与应用

主要介绍了钛合金齿轮在制造过程中关键的表面处理技术,结合钛合金齿轮在运行过程中的受力特征及钛合金表面无氢渗碳层的结构特点,在其表面制备出TiC+Ti扩散层,不仅提高了齿面的耐磨性能,而且也提高了齿面抗冲击载荷的能力。通过无氢渗碳、热处理及机械加工工序的有效协调,制造出的钛合金齿轮耐磨性能优良、抗冲击振动性能良好、噪声低,已经平稳运行16年。