甘油浓度对不锈钢表面液相等离子体电解渗透过程的影响

以50%～90%(体积分数)甘油水溶液为电解液,研究304不锈钢表面液相等离子体电解快速渗碳工艺;分析不同甘油浓度和电压下渗碳层的显微组织、相组成和显微硬度。结果表明,随甘油浓度的提高,渗透电压上升,渗碳层厚度增加,渗碳层硬度增大,最大硬度达到762HV;且渗碳层中固溶碳的奥氏体(γC)含量急剧增加,但碳化物含量降低。在80%(体积分数)甘油水溶液和电压350 V工艺条件下获得的渗碳层质量较好。     

不锈钢的液相等离子体表面强化初探

在试样上施加250～600V、1500Hz的高压脉冲电源，在乙二醇-氯化钠电解液中，1Cr18Ni9Ti不锈钢试样作阴极，石墨作阳极，在试样表面产生明显的微区等离子放电，经3～5min处理，试样表面获得厚约0．2mm的强化层。结果表明：1Cr18Ni9Ti不锈钢在经过液相等离子体强化处理后，其显微硬度由心部的175．6HV增加到513．2HV，通过X射线衍射分析得出在试样表面有大量的（Fe-Cr-Ni-C）相存在，从而反映出在本实验条件下，试样表面可产生明显的强化作用：为1Cr18Ni9Ti不锈钢的强化探索了一条新的途径。     

稀土对等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响

目的 研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法 将稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O添加到电解液中,在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪分析渗层的表面形貌、截面组织和相结构,利用维氏硬度计、洛氏硬度计和摩擦磨损试验机评价渗层的硬度、塑韧性和耐磨性。结果 渗碳层主要由碳化物、“膨胀”α相和少量铁氧化物组成,稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O均可以促进等离子体电解渗碳层表面碳化物的生成,且稀土CeCl3.7H2O可以有效抑制渗层表面铁氧化物的生成。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后,渗层表面多孔化合物层厚度由20 μm分别减小至15 μm和8 μm,致密层+扩散层的厚度从20 μm分别增加至46 μm和45 μm。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后,渗层的有效硬化层厚度可达70 μm,是不加稀土时的3倍以上,截面硬度呈梯度分布。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后,渗层表面洛氏压痕附近的径向裂纹出现了明显的偏转。添加稀土LaCl3.7H2O可使摩擦前期摩擦因数显著降低至0.14,磨痕宽度减至534 μm,主要发生氧化磨损、化合物层剥落和磨粒磨损,而添加稀土CeCl3.7H2O可使摩擦因数一直维持在0.21左右,磨痕宽度显著减少至226 μm,主要发生轻微的磨粒磨损。结论 稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O均可以改善渗层表面质量,提高等离子体电解渗碳层的耐磨性,且稀土CeCl3.7H2O的效果更显著。     

金属表面液相等离子体电解渗硼技术

金属表面液相等离子体电解渗技术包括等离子体电解渗碳、渗氮、渗硼等。它具有渗透效率高、工作电压低、处理工艺简单、成本低等优点。主要介绍了钢铁、钛等金属表面等离子体电解渗硼技术的最新进展,分析了它的放电过程和基本原理,研究了渗硼过程的光发射谱,并评估了等离子体放电区的电子温度、电子浓度特征参数。分析了渗硼层的生长过程和形成机理,探讨了金属基体成分、工作电压、处理温度和电解液的组成等关键参数,对渗硼层的显微组织和相成分的影响。最后简要探讨了等离子体电解渗硼技术目前存在的问题和后续的发展方向。     

液相等离子体电解渗透技术

介绍了阴极等离子体电解渗透技术的工艺特点、试验机理、放电过程参数及其渗透层的性能，讨论了阳极等离子体电解渗透技术存在的问题，展望了液相等离子体电解渗透技术的应用前景。     

等离子体电解渗技术提高钢铁表面性能的研究现状

等离子体电解渗技术是一种有效提高钢铁材料表面性能的表面改性方法,综述了钢铁的等离子体电解渗技术的研究现状,并对该技术的前景进行了展望。     

活塞环表面液相等离子体电解渗氮处理工艺

以甲酰胺作为渗剂、氯化铵作为导电盐,配制电解液,以活塞环为阴极和不锈钢棒为阳极,对活塞环进行了液相等离子体电解渗氮(PEN)处理,并对处理后的活塞环表面渗氮改性层的结构、元素分布及相组成等特征进行了分析, 探究了 PEN 工艺操作参数对改性层的硬度和摩擦学性能的影响。 结果表明:在有机电解液体系下进行活塞环表面电解渗氮处理会同时渗入 N、C 两种元素,但以渗 N 为主;活塞环表面的 PEN 改性层由化合物层、扩散层和过渡层组成,改性层中 N 元素的含量由表及里逐渐降低;改性层的主要相组成为铁的氮化物 Fe_2-3N、Fe₄N 和铁的碳化物 Fe₃C 等强化相; 改性层的最大硬度可达基体硬度的 3 倍,且随工作电压提高、处理时间延长和频率降低而增大;摩擦试验表明活塞环试样经 PEN 处理后其摩擦因数会增大,但对工作电压、处理时间和频率等工艺参数进行合理控制,便能够通过提高活塞环表面硬度和储油能力来抑制因摩擦因数增大而导致的磨损率升高。     

沉淀硬化不锈钢表面低温等离子渗碳层组织结构和性能

本研究对15-5PH和17-4PH沉淀硬化不锈钢进行了460 ℃等离子体渗碳处理。利用金相观察、X射线衍射分析对渗碳层组织和相结构进行表征,采用显微硬度计测量渗碳层的硬度,通过极化曲线研究渗碳层在3.5 wt% NaCl溶液中的耐蚀性能。结果表明,经等离子渗碳后,15-5PH和17-4PH不锈钢表面均形成了“双层”组织,渗层主要由含碳“膨胀”马氏体α′_C和少量Fe₃C相组成,渗碳后不锈钢硬度均显著提高。在本试验条件下,渗碳后不锈钢试样的耐蚀性均略有下降,其中15-5PH和17-4PH不锈钢,随着渗碳时间增加,耐蚀性均没有明显变化,而随着渗层深度的增加,15-5PH不锈钢表面渗碳层的耐蚀性逐渐变差;而17-4PH不锈钢表面渗碳层的耐蚀性先增加后降低。     

渗碳气氛对奥氏体不锈钢低温离子渗碳的影响

奥氏体不锈钢低温离子渗碳处理是一种能在不降低耐蚀性能的前提下显著提高其表面硬度的有效方法。本文研究了奥氏体不锈钢低温离子渗碳气体比例及炉内压强对渗碳层硬度及厚度的影响。试验结果表明,炉内气体比例及压强对渗碳层硬度及厚度都有较大的影响。当氢气与甲烷比例为(20~30):1、气体压强为400 Pa时,渗碳层的硬度最高,硬化层最厚。     

AISI 201奥氏体不锈钢低温离子渗碳

利用低温等离子体辉光放电技术对AISI 201奥氏体不锈钢进行低温离子渗碳(DCPC)处理,处理后的不锈钢表面可以形成一层无碳化铬析出的碳的过饱和固溶体(SC相)。由于渗入钢中的过饱和碳原子引起奥氏体晶格发生畸变,结果使渗层的硬度和耐蚀性都有较大幅度的提高。     

离子渗碳温度对316L不锈钢渗层组织和性能的影响

利用低温离子渗碳技术.在不同温度下对AISI 316L奥氏体不锈钢进行渗碳处理.利用光学显微镜、显微硬度计、XRD以及电化学测试技术研究了渗碳温度对不锈钢表面显微组织和性能的影响.结果表明,渗碳温度显著影响AISI 316L奥氏体不锈钢渗碳层的组织结构与性能.渗碳温度在400～550℃之间时,可以获得无碳化物析出的、具有单一γ_c相结构的渗碳层;渗碳温度在550℃时,渗碳层为γ相+Cr_(23)C_6+Cr_7C_3+Fe_3C+Fe_2C的混合组织.渗碳层的厚度与硬度均随渗碳温度的升高而增加.550℃是AISI 316L奥氏体不锈钢中铬的碳化物析出的临界温度.为了避免铬的碳化物析出而降低不锈钢的耐蚀性能.奥氏体不锈钢渗碳必须在低于550℃的渗碳温度下进行.     

不损害耐蚀性的奥氏体不锈钢渗碳强化技术研究进展

奥氏体不锈钢广泛用于制造在腐蚀环境下服役的零部件和构件,但因其强度较低,应用领域受到很大限制。通过对奥氏体不锈钢的耐蚀机制分析,论述了常规渗碳对其腐蚀性能的影响,介绍了当前国内外在不损害其耐蚀性的条件下进行低温强化的技术现状,最后展望了低温渗碳耐蚀强化技术的应用前景。     

Low-temperature plasma carburizing of AISI 420 martensitic stainless steel: Influence of gas mixture and gas flow rate

Low-temperature plasma carburizing was studied aiming to determine the effect of the gas mixture and flow rate on the surface properties of AISI 420 martensitic stainless steel samples. Plasma carburizing was carried out for gas mixtures of 20% Ar + 80% H₂ comprising CH₄ contents between 0.25 and 1.00%, and gas flow rates ranging from 1.67 × 10^− 6 to 6.68 × 10^− 6 Nm³ s^− 1. The modified layers were characterized by confocal laser scanning microscopy, X-ray diffractometry and microhardness measurements. The plasma was also characterized by optical emission spectrometry. Results indicate the presence of a hard and thin outer layer and a carbon-enriched martensite diffusion layer. It is shown that gas mixture composition plays an important role in the process kinetics. Spectroscopic characterization of the glow discharge shows that the variation of the CH₄ content in the gas mixture leads to a variation of the emission lines intensity but does not significantly alter the relative peak intensities. It suggests a variation on the plasma density and no significant variation on the active species. It also indicates that, for the studied conditions, the emission spectroscopy cannot be applied as a tool for process control.     

Cr17Ni2不锈钢低压真空渗碳工艺研究

采用低压渗碳工艺对Cr17Ni2不锈钢进行了渗碳处理,解决了由于不锈钢表面存在钝化膜以及渗碳温度较高而无法采用传统气体工艺进行渗碳的问题,比较了Cr17Ni2钢低压真空渗碳后不同的淬火温度和冰冷处理工艺对试样硬度和心部组织的影响。结果表明,理想的表面硬度和显微组织是:渗层深度0.5mm,表面硬度≥750HV10,微观组织由细小、弥散分布于马氏体中的碳化物和δ铁素体组成。     

离子扩渗工艺对316L不锈钢表层组织及磁性能的影响

采用离子渗氮(PN)、离子渗碳(PC)及离子氮碳共渗(PNC)工艺对316L不锈钢进行表面硬化处理.利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、显微硬度仪和振动样品磁强计(VSM)等分析手段对处理后的试验钢组织、显微硬度及磁性能进行表征.结果表明,采用PC、PNC、PN这3种工艺处理的试验钢均...     

316奥氏体不锈钢低温气体渗碳层组织与强化性能

采用自主研发的低温气体渗碳技术对AISI316奥氏体不锈钢进行处理,目的是增强耐磨性且不损害其耐蚀性。对低温气体渗碳层显微组织、硬度梯度、耐蚀性和耐磨性进行分析。结果表明:低温气体渗碳层硬度梯度变化与其组织和碳浓度有一定关系,随渗碳层深度的不同表现出不同的组织和性能。低温气体渗碳处理前后AISI316奥氏体不锈钢的磨损机制由粘着磨损转变成磨粒磨损,S相是提高耐磨性的主要因素,470℃时表现出较好的耐磨性,其耐蚀性基本保持不变。     

316L奥氏体不锈钢低温气体渗碳后的表面特性

提出了一种新型的奥氏体不锈钢低温气体渗碳工艺,采用该工艺对316L奥氏体不锈钢进行不同时间的渗碳处理,并对渗碳后不锈钢的表面特性进行了分析和探讨。结果表明,渗碳后试样表面晶格发生膨胀,形成了15~35 μm的扩张奥氏体层,该层具有高残余压应力、高硬度、高含碳量及良好的韧性,且层中无碳化铬析出,说明该工艺兼顾了奥氏体不锈钢的表面强化与抗腐蚀性能;同时,渗碳时间对表面的强化效果影响显著,表面残余应力、硬度及碳含量等随渗碳时间延长均增加。     

Electrolytic pickling of duplex stainless steel

Pickling of duplex stainless steels has proved to be much more difficult than that of standard austenitic grades. Electrolytic pre‐pickling is shown to be a key process towards facilitating the pickling process for material annealed both in the production‐line and in laboratory experiments. The mechanism for the neutral electrolytic process on duplex 2205 and austenitic 316 steels has been examined and the oxide scale found to become thinner as a function of electrolytic pickling time. Spallation or peeling of the oxide induced by gas evolution did not play a decisive role. A maximum of about 20% of the current supplied to the oxidised steel surface goes to dissolution reactions whereas about 80% of the current was consumed in oxygen gas production. This makes the current utilisation very poor, particularly against the background of reports that in indirect electrolytic pickling only about 30% of the total current, supplied to the process, actually goes into the strip. A parametric study was therefore carried out to determine whether adjustment of process variables could improve the current utilisation.