纳米化表面360℃脉冲等离子体渗氮研究

本文主要研究了3J33马氏体时效钢表面纳米化后,在360℃下脉冲等离子体渗氮0.5～24 h之不同时间下的渗氮行为.通过硬度法测量了渗层的厚度.结果发现,在360℃下即可实现快速渗氮.当渗氮时间达8 h时,渗层可达50μm以上,硬度为800 HV0.05左右;但8 h后时间再延长渗层没有明显的增加.用X射线衍射法标定了渗氮层中相的成分.结果表明,渗层中并不含Fe4N或Fe3N,而是含氮量较低的低氮化物FeN0.0324.纳米压痕试验表明,渗氮后渗层硬度可达13 GPa左右,比未渗氮试样硬度高3倍以上.     

SDAH13钢离子渗氮时氮的扩散激活能

研究新型热作模具钢SDAH13钢离子渗氮时氮的扩散激活能。对SDAH13钢在不同温度不同时间条件下进行离子氮化处理,通过渗层深度计算了SDAH13钢离子渗氮时氮的扩散激活能,并比较了铝对SDAH13钢离子渗氮和氮的扩散激活能的影响。结果表明:在相同条件下,含铝SDAH13钢渗氮层深度较薄,且氮在含铝SDAH13钢中的扩散激活能为164.0433 kJ/mol,比不含铝SDAH13钢高5 kJ/mol。     

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。     

含钒渗氮钢离子渗氮性能的对比试验

对30Cr Mo V9、31Cr Mo V9、35Cr Mo V这3种钢进行了离子渗氮性能的对比试验研究,采用光镜、扫描电镜等对离子渗氮渗层性能进行了检验分析。结果表明:在本试验参数下,表面硬度由高到低的顺序是30Cr Mo V9钢、31Cr Mo V9钢、35Cr Mo V钢;渗氮层厚度由深到浅的顺序是35Cr Mo V钢、30Cr Mo V9钢、31Cr Mo V9钢;脉状组织评级结果由好到坏的顺序是35Cr Mo V钢、30Cr Mo V9钢、31Cr Mo V9钢。35Cr Mo V钢的渗氮速度快,抗脉状组织的性能好,离子渗氮工艺性能和综合性能最佳,更加适合深层离子渗氮。     

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。     

奥氏体不锈钢耐蚀渗氮工艺的研究

对AISI 321和AISI 304不锈钢进行了低温离子渗氮,其表面获得了均匀的渗氮层即白亮层。与未经渗氮的钢相比,经离子渗氮的钢表面硬度和耐磨性显著提高,而耐蚀性也并不降低;与经传统的盐浴氮碳共渗的钢相比,经离子渗氮的钢的耐磨性和耐蚀性也均有所提高。对经低温离子渗氮的AISI 321纲渗层进行了XRD分析,发现试样的谱峰明显向低角度偏移。     

等离子体渗氮气压对合金钢渗氮层微观结构和性能的影响

目的 选择M50NiL钢（高合金钢）和AISI 4140钢（低合金钢）2种合金钢,研究渗氮气压对合金钢等离子体渗氮层组织结构、渗层厚度、硬度、韧性和摩擦磨损性能的影响规律。方法 根据离子渗氮GB/T30883—2017,在0～500 Pa渗氮气压范围内选择170、250、350 Pa 3个渗氮气压进行等离子体渗氮,研究渗层微观结构和性能。结果 对于M50NiL和AISI 4140两种合金钢,350 Pa时渗层厚度均最大,170 Pa次之,250 Pa厚度最小。M50NiL钢在350 Pa渗氮和AISI 4140钢在170 Pa渗氮时,表面层具有最优的强韧性。摩擦磨损性能显示,170 Pa和350 Pa气压渗氮的摩擦磨损性能明显优于250 Pa气压渗氮,其中磨损率规律与渗氮层的韧性值测试结果吻合。结论 气压影响了氮离子的能量和分布,从而影响了渗层厚度,钢中的合金元素含量和气压共同影响表面强韧化效果,并且表面强韧化效果直接影响渗氮层的摩擦磨损性能。     

快速渗氮工艺的最新进展

简述了当前深层渗氮工艺的发展应用情况,介绍了本单位针对32Cr3MoVE钢开展的深层渗氮研究工作,以及该钢深层渗氮件与18CrNi4A渗碳件在4508MPa接触应力下的对比试验结果.本文对常规离子渗氮、循环离子渗氮、增压渗氮、低压脉冲渗氮、稀土催渗渗氮、形变促渗渗氮、高温渗氮等快速渗氮工艺方法的发展和存在的主要问题进行了总结,分析了以深层渗氮替代渗碳工艺尚须开展的工作.     

预喷丸对H13钢气体渗氮行为的影响

采用质量增量分析、剖面金相分析和显微硬度测量等方法研究了预喷丸处理对H13钢气体渗氮动力学与渗氮层性能的影响。结果表明，预喷丸处理对H13钢气体渗氮有明显的催渗作用，这种催渗作用在白亮层尚未形成的渗氮初期最为明显，随着渗氮温度升高，预喷丸处理的催渗效果显著提高。试验数据还表明，预喷丸催渗所增加的氮原子一方面使渗氮层加深；另一方面使扩散层固溶氮浓度和／或氮化物沉淀相密度提高。测量表明，预喷丸催渗条件下形成的渗氮层的硬度明显高于普通气体渗氮。     

40Cr钢空心阴极辅助离子渗氮

利用空心阴极辅助离子渗氮技术,在低压(100～150 Pa)、中低温t(400～550℃)条件下对40Cr钢进行离子渗氮处理.试验结果表明在500℃x6h的条件下离子渗氮,可在40Cr钢表面形成高硬度、化合物层约为2μm、厚度约为200μm的渗层,表层硬度比基体硬度提高两倍.     

High-temperature nitriding

Technical University, Koice, Czechoslovakia. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 2, pp. 25–29, February, 1991.     

Innovation in nitriding

Abstract

Society has, over the last 20 years, gained immensely from the emerging global knowledge economy. In the modern world there is a relatively easy flow of knowledge and the International Federation for Heat treatment and Surface Engineering has a vitally important role in providing a global platform for the dissemination and generation of knowledge intensity in heat treatment and surface engineering. If we invest time, money and human capital wisely we can look optimistically to an even brighter, more sustainable future. The suggestion implicit in this paper is that if we stand on the shoulders of giants, for example, Professor Tom Bell, we can be successful in areas of technology that might be considered mature. We have selected, by way of example, two areas of technology with which Professor Bell was closely associated over his long career, namely, nitrocarburising and plasma nitriding, where innovation has opened up scientific, technical and commercial pathways.