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。     

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。     

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。     

38CrMoAl钢空心阴极辅助离子渗氮

对38CrMoAl钢空心阴极辅助离子渗氮技术进行了正交优化,并对优化工艺处理试样的性能做了检测。结果表明,38CrMoAl钢空心阴极辅助离子渗氮的最优工艺条件为渗氮温度540 ℃、时间4 h,渗氮试样既可作阳极又可作阴极。经最优工艺渗氮后,38CrMoAl钢渗氮层表面化合物致密、组织均匀,粗糙度Ra值达到0.1 μm,表面光洁度能达到10级;表面显微硬度达到1100~1200 HV0.1,是渗氮前试样的4~5倍;渗氮层深度达到300 μm。     

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.     

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。     

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。     

氮化钢38CrMoAl的冶炼工艺

研究了采用电弧炉冶炼→LF炉精炼→VD真空脱气→静吹→氩气保护模铸生产38CrMoAl钢的工艺实践。通过摸索各工序铝和硅含量的变化规律,确定了电弧炉出钢铝含量的控制范围,制定了相应的工艺控制措施,使产品成分得到了有效控制,成功生产出38CrMoAl钢,各项性能均满足技术要求。     

38CrMoAl钢激光淬火研究

利用连续波CO2激光束,对38CrMoAl钢进行了激光表面淬火研究,测量了淬硬层厚度和硬度分布,并对其金相组织进行了观察和分析。结果表明,38CrMoAl钢激光淬硬层的硬度可达850HV0．3,是未淬火基体的3～4倍。激光淬火层分为均匀相变区和过渡区,均匀相变区组织由均匀细化的位错马氏体(包含少量残留奥氏体)组成,过渡区为板条马氏体和未溶铁素体的混合组织。在激光功率和离焦量一定的条件下,硬化层厚度和宽度均随扫描速度增加而减小,而淬硬层硬度首先随扫描速度的增加而增加,达到一最大值时又呈下降的趋势。在离焦量48mm,功率1．8kW的条件下,38CrMoAl钢激光淬火的最佳扫描速度是20mm／s。     

渗氮工艺对机床主轴用38CrMoAl钢性能的影响

研究了渗氮工艺对精密数控机床主轴用38CrMoAl钢性能的影响。结果表明,经过渗氮处理后38CrMoAl钢表层的抗拉强度、硬度和耐磨性能均得到提高,但其韧性降低。而渗氮处理对材料心部影响不大。在一段式、二段式和三段式3种渗氮处理工艺中,三段式渗氮处理所得材料的综合性能最佳。     

稀土含量对38CrMoAl钢渗氮层性能的影响

为了克服38CrMoAl钢渗氮速度慢,渗层脆性大,稀土添加到渗氮气氛中只能作用于工件表面等缺点,研究了38CrMoAl钢中不同稀土添加量对渗氮层性能的影响,并初步分析了其影响机制。研究结果表明：稀土对38CrMoAl钢渗氮具有明显的催渗作用,且能提高渗层性能。原因是稀土加入钢中后,引起周围铁原子的点阵畸变,有利于氮原子的吸附和扩散,且稀土易与渗氮气氛中的氧结合,削弱了氧对渗氮的阻碍作用;同时稀土的晶粒细化、固溶体强化、微合金化也是其改善渗层性能的重要原因。     

38CrMoAl钢离子渗氮与激光淬火硬化层倍增技术

本文对38Cr Mo Al钢离子渗氮与激光淬火硬化层倍增技术进行了研究;首先对渗氮层氮浓度分布及激光温度场进行模拟,并采用Thermo-Calc软件对Fe-C-N三相点进行了计算,从而对复合改性工艺进行设计;然后通过实验对模拟计算结果进行验证。结果表明:渗氮与激光淬火硬化层深相比于渗氮层或激光淬火层均有大幅度提升。渗氮与激光淬火硬化层倍增机制在于N元素的引入使相变温度从Fe-C二元共析点727℃降低到Fe-N-C三元共析点的577℃,因此在相同的温度分布下表层能够发生相变硬化的深度增加。     

表面改性技术对38CrMoAl钢组织与性能的影响

对38CrMoAl钢进行碳氮共渗、氮碳共渗和脉冲真空渗氮处理,研究了表面改性后钢.的显微组织、表面相结构、硬度、耐磨性和耐腐蚀性能.结果表明,碳氮共渗试样表面组织为回火马氏体;氮碳共渗试样表面组织为Fe24N10化合物;脉冲真空渗氮试样表面组织为Fe2_3N化合物.脉冲真空渗氮试样的表面硬度最高(1026 HV),磨损...     

盐雾腐蚀环境对38CrMoAl钢动态力学性能的影响

对不同周期盐雾腐蚀后38Cr Mo Al钢开展了应变速率为0.001～3000 s-1的准静态和冲击拉伸试验,研究了盐雾腐蚀环境对38Cr Mo Al钢材料在高应变率条件下动态力学性能的影响,借助数字显微镜、FT-IR、SEM、EDS等手段对盐雾腐蚀后的38Cr Mo Al钢表面形貌、腐蚀坑深度、腐蚀产物成分和断口形貌等进行了分析。结果表明,腐蚀速率与盐雾腐蚀时间正相关,腐蚀加速过程遵循幂函数特征,腐蚀产物层对38CrMoAl钢的腐蚀起到促进作用;38Cr Mo Al钢的屈服强度随着应变率的提高而提高,随着腐蚀周期的增加而降低,盐雾腐蚀后的38CrMoAl钢断口呈现多处撕裂状特征,腐蚀时间越长,撕裂状痕迹越多,撕裂状断裂使得试件断口颈缩不再是均匀发展,导致屈服后抗拉强度下降,屈强比升高。对J-C本构模型中的应变率强化项和绝热软化项进行了修正,并加入了腐蚀修正参数,使得新模型可以准确地表征38CrMoAl钢在盐雾腐蚀环境中动态力学行为。     

未渗氮和渗氮38CrMoAl钢在盐雾环境中的初期腐蚀行为

目的 研究未渗氮和渗氮38CrMoAl钢在模拟海洋大气环境中的初期腐蚀特征和电化学腐蚀行为.方法 通过对未渗氮和渗氮38CrMoAl 钢试件进行盐雾试验来模拟其在海洋大气环境中的初期腐蚀行为,并对不同腐蚀周期后的试件进行表面形貌、腐蚀速率、FT-IR、动电位极化、电化学阻抗和微区电化学分析及研究.结果在盐雾试验中未渗氮...