38CrMoAl钢离子渗氮微观结构的研究

为了研究38CrMoAl钢渗氮层的微观结构和Al在钢中的作用，用X射线衍射对比分析了38CrMoAl钢和32Cr2MoVA钢。结果表明，38CrMoAl钢中Al的分布极不均匀，使ε相在各个微区的点阵常数不同，并出现一些波长不同的调幅结构。     

38CrMoAl钢表面离子渗氮层剥落原因分析

在生产中发现不同形状38CrMoAl钢产品进行离子渗氮时,易出现渗氮层剥落的现象。通过对剥落处的外观观察、渗层硬度梯度测试、渗层金相OM和SEM观察,对剥落原因进行了分析。结果表明:在实际生产中,38CrMoAl钢产品由于氧化脱碳层较厚、淬火畸变较大、加工余量较小等原因,极易出现氧化脱碳层加工去除不完全现象,残余的氧化脱碳层会导致渗氮层表面硬度下降,并且在渗层内易产生大量微裂纹,情况严重时,还会导致渗层表面出现剥落现象。     

脱碳层对38CrMoAl钢离子渗氮的影响

对表面残存不同厚度脱碳层的38CrMoAl钢塔形试样进行离子渗氮,借助显微硬度计、光学显微镜、扫描电镜等多种手段,对试样渗速、硬度及渗氮前后的微观组织进行研究。结果表明,在残余的脱碳层里存在较严重的魏氏组织;残余脱碳越严重魏氏组织越多;离子渗氮的渗速随着表面脱碳层厚度的增加先增加后降低;魏氏组织中大量的铁素体为氮原子扩散提供了快速渗入通道及形成大量氮化物的场所,在渗层表面形成大量的鱼骨状、网状、脉状氮化物,数量随着脱碳层的增加而增加,并且不断向渗层深处延伸。38CrMoAl钢表面残存脱碳层虽然有加快渗速的作用,但会增加渗层的不良组织,增加渗层剥落的风险。故38CrMoAl钢制工件做普通调质应适当加大加工余量。     

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。     

离子渗氮工艺对液压柱塞用38CrMoAl钢组织和性能的影响

对液压柱塞用38CrMoAl钢进行了低温离子渗氮,采用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计对处理后的38CrMoAl钢试样的显微组织、表面硬度和渗层脆性进行了分析。研究结果表明,相比于510 ℃常规离子渗氮,38CrMoAl钢经450 ℃×6 h低温离子渗氮后无白亮层产生,且XRD表明38CrMoAl钢表面无γ'-Fe4N相生成。同时,压痕周围无裂纹产生且硬度高于510 ℃×6 h常规离子渗氮。     

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.     

38CrMoAl钢空心阴极辅助等离子渗氮的研究

本项研究集中在用空心阴极辅助等离子渗氮处理38CrMoAl钢。渗氮时间、温度、试样的势都作为正交试验的影响因素,也确定优选的工艺条件。试验结果表明,在最好的正交试验工艺下渗氮层的显微硬度显著增加,比处理前高4~5倍。另外等离子渗氮试样的表面粗糙度和处理前相同。更重要的是渗氮试样的表面白亮层有3μm厚,由ε和γ'相组成,而且渗氮层的总深度达到300μm。     

38CrMoAl钢520℃不同气氛离子渗氮层表征EI北大核心CSCD

为探索不同气氛对渗氮层组织和性能的影响,采用温度为520℃,时间为4 h、8 h和12 h,气氛分别为氨气或氨气+氮气混合气氛条件对38CrMoAl钢进行等离子体渗氮。利用金相显微镜、显微硬度计、X射线衍射仪、扫描电镜和电化学工作站,对改性层的截面显微组织、显微硬度、渗层脆性、相组成、形貌成分以及耐蚀性等进行表征。氨气渗氮后,渗层厚度平均为249.4μm,平均增质量2.30 mg/cm^(2),4 h后硬度达到最大990.5 HV_(0.05)氨氮混合气氛渗氮后,渗层厚度平均为294.8μm,平均增质量2.39 mg/cm^(2),4 h后硬度达到最大1000.2 HV_(0.05)。氨气渗氮层主要相为γ'-Fe_(4)N,次要相为ε-Fe_(2-3)N;氨氮混合气氛渗氮层中主要相变为ε-Fe_(2-3)N,次要相为γ'-Fe_(4)N。氨氮混合气氛渗氮4 h后,改性层腐蚀速率最小(108.05μm/a),电流密度下降到最低(9.19μA/cm^(2))。     

离子渗氮38CrMoAl钢的腐蚀冲刷磨损行为

研究了３８ＣｒＭｏＡｌ钢调质与离子渗氮试样在海水和砂粒以不同速度（１．４，２．４，３．６，５和７ｍ／ｓ）冲击作用的腐蚀冲刷磨损行为。研究结果表明，调质试样的平均磨损速率随冲刷速度的增加发生明显变化，腐蚀冲刷磨损严重；离子渗氮试样的平均磨损速率随冲刷速度变化很小，腐蚀冲磨损轻微。这表明坚硬的氮化物具有优良的抗腐蚀磨损能力。     

温度对38CrMoAl钢离子氮化渗层性能的影响

本文研究了520、550和570℃三种离子氮化温度对38CrMoAl钢的渗层深度、表面硬度、表面脆性、脉状组织、心部组织的影响。结果表明:在520~550℃时,渗层深度、表面硬度随温度的变化不大;550℃以上,随温度的提高,渗层深度提高、表面硬度下降的幅度较大,570℃氮化的脉状组织级别略高,但还是可以满足应用要求。38CrMoAl钢渗氮速度快、表面硬度高、不易出现脆性、渗层性能优良,可以根据工件的氮化层深、表面硬度要求在520~570℃之间选择氮化温度。     

38CrMoAl钢的介稳态气体渗氮的组织与硬度研究

通过与调质处理比较,研究淬火-分配与盐浴淬火两种介稳态预备热处理对38CrMoAl钢渗氮后组织与硬度的影响。利用金相显微镜、显微硬度计和X射线衍射仪对渗氮层进行分析。结果表明：介稳态渗氮试样渗氮层的硬度高于常规调质渗氮层。在同一气体渗氮条件下,介稳态渗氮后化合物层厚度与渗氮层深度大于调质后渗氮的渗层。预备热处理状态对渗氮后试样表面相的组成几乎没有影响。     

38CrMoAl钢循环等离子氮碳氧硫共渗工艺的研究

对38CrMoA l钢进行了常规等离子渗氮、循环等离子渗氮以及循环等离子氮碳氧硫共渗处理,研究这几种工艺对表面硬度、渗层组织、硬度梯度的影响。结果表明：循环等离子氮碳氧硫共渗有利于形成共渗元素进一步扩散的通道,加速共渗元素的渗入;综合表面硬度和渗层厚度,循环等离子氮碳氧硫共渗工艺明显优于常规等离子渗氮和循环等离子渗氮。     

38CrMoAl钢机筒棒料镗孔切削性能比对分析

通过比对镗孔切削性能有差异的38CrMoAl钢机筒棒料的化学成分、显微组织、硬度、残余应力等参数,确定了造成镗孔性能存在差异的主要原因是：①复合型硫化物和氮化物夹杂;②残余元素总含量高;③残余钛元素含量、氮元素含量高;④铁素体含量低。由此确定了38CrMoAl钢机筒棒料生产工艺中4项质量控制点。     

38CrMoAl钢钛催渗等离子氮化工艺研究

目的 探究38CrMoAl钢钛催渗等离子渗氮工艺及机理.方法 在其他工艺参数确定的情况下,通过常规等离子渗氮与钛催渗等离子渗氮处理对比试验,研究38CrMoAl钢钛催渗离子渗氮处理随渗氮时间的变化规律.对试样进行表面硬度、渗层深度检测和显微金相组织与SEM形貌的观察,探究不同处理工艺的催渗效果及钛催渗等离子渗氮的机理.结果 在渗氮的前3 h,渗氮层厚度增加明显,当渗氮时间超过3 h后,其氮化层的厚度便趋于饱和.对比不同时间(3、5、8 h)钛催渗等离子渗氮的表面硬度,差距不大.综合得出38CrMoAl钢在渗氮温度535℃、氨气流量2.0 L/min的工艺参数下,钛催渗等离子渗氮效率最优的渗氮时间为3 h,其表面硬度为1160.8HV,渗层深度为300μm,优于常规离子渗氮8 h的作用效果.结论 38CrMoAl钢试样经过钛催渗等离子渗氮后,渗层的表面硬度和深度明显高于常规离子渗氮.钛的加入可以促使合金元素向表面富集,有利于表面合金化,提升渗氮效率,增强渗氮效果.     

Low-temperature nitriding of 38CrMoAl steel with a nanostructured surface layer induced by surface mechanical attrition treatment

A nanocrystalline surface layer was fabricated on a 38CrMoAl steel plate by means of a surface mechanical attrition treatment (SMAT). The average grain size in the top surface layer (10 μm thick) is about 10 nm, and the grain size stability can be maintained up to 450 °C. The effect of the surface nanocrystalline layer on the gas nitriding process at a lower temperature was investigated by using structural analysis and wear property measurements. The surface nanocrystallization evidently enhances nitriding kinetics and promotes the formation of an ultrafine polycrystalline compound layer. The results of the investigation showed that this new gas nitriding technique can effectively increase the hardness and wear resistance of the resulting surface layer in comparison with conventional nitriding, demonstrating a significant advancement for materials processing.     

加热源对38CrMoAl钢氮化层组织及性能的影响

目的 研究电磁感应加热、等离子轰击以及电阻热效应在氮化过程中对氮化层组织性能的影响规律。方法 通过电磁感应真空脉冲氮化、等离子氮化以及真空氮化技术,对38CrMoAl钢进行氮化处理,并利用光学显微镜、SEM、X射线衍射仪、电子背散射衍射、自动显微硬度仪等仪器,对氮化层的微观形貌、相成分、晶体形态、硬度梯度等进行测试分析。结果 38CrMoAl钢经三种方式分别氮化后,氮化层主要为Fe2N、Fe3N相结构,晶粒以0.5~2.5 μm的小尺寸晶粒为主,取向差以小于5°的取向差为主。电磁感应加热容易导致氮化层中白亮层较厚,ε相含氮量高,表面硬度达到1200HV0.5,但过渡层的界面不平整。等离子轰击下的氮离子扩散能力相对较强,致使38CrMoAl钢氮化层厚度高达240 μm,0.5~2.5 μm的小晶粒和小于5°的取向差分布分别为81%、73%。电阻加热的真空氮化,氮化层厚度仅为90 μm,氮化层小尺寸晶粒和小角度取向差的分布分别为76.4%和71.9%。结论 在氮化过程中,电磁感应加热集肤效应有助于氮化层获得高氮含量和较高表面硬度。等离子轰击能加强氮原子扩散和细化晶粒组织,获得优良的组织及性能。而电阻加热方式不能提供能量集中的反应环境,氮化效率和氮化层性能均弱于前两者。     

改变铬和钼的含量对38CrMoAl钢性能的影响

研究了常规38CrMoAl钢和提高铬含量、降低钼含量的38CrMoAl钢在调质态力学性能和渗氮层深度、耐磨性和组织结构方面的差异,探索通过改变成分来降低38CrMoAl钢成本的可行性。结果发现,钼含量降低,铬含量提高,使材料的强度提高,韧性和塑性稍稍降低,而渗氮层变厚,表面硬度和耐磨性提高。