纯铁离子渗稀土表层结构研究

本文利用辉光放电离子溅射法成功地将稀土元素Ｌａ，Ｃｅ离子化，并以较高的浓度渗入纯铁．采用金相、电子探针、能谱（ＥＤＡＸ）及透射电镜（ＴＥＭ）等方法研究了被渗试样的渗层结构，确定出稀土元素在纯铁中的两种存在形式：固溶和亚稳的金属间化合物（Ｃｅ，Ｌａ）Ｆｅ_７，选区电子衍射证明，ＣｅＦｅ_７与α－Ｆｅ之间存在如下取向关系（０１１）α－Ｆｅ∥（１１０）ＣｅＦｅ７，［１１１］α－Ｆｅ∥［００１］ＣｅＦｅ７．观察表明，稀土元素原子的渗入可促使铁基体中固溶的微量碳原子向试样外表面扩散并偏聚．     

稀土在离子氮碳共渗中的应用

采用光学显微镜、显微硬度计、Ｘ射线衍射仪和俄歇能谱仪等手段研究了稀土及稀土加入量、共渗时间对渗层厚度、硬度及渗层组成的影响。研究结果表明，稀土对离子氮碳共渗过程有明显的催渗作用，尤其是一些难渗氮的奥氏体不锈钢。在给定条件下，稀土的催渗效果有一最佳含量。稀土对渗层相组成也有影响。     

稀土碳氮共渗及其机理研究

本文研究了稀土元素在气体碳氮共渗中的作用,并系统地提出了稀土催化机理。     

稀土在离子氮碳共渗中的作用及对耐磨性的影响

采用光学显微镜、显微硬度计、磨损对比试验等方法,研究了稀土加入量对渗层厚度、硬度及耐磨性的影响,探讨了稀土催渗机理。研究表明:稀土对离子氮碳共渗有明显的加速作用,且存在一最佳值;共渗层耐磨性提高。     

电工纯铁的氧氮碳共渗及后期氧化处理

采用正交试验法研究了电工纯铁氧氮碳共渗处理的工艺因素对耐磨性和抗大气腐蚀性的影响。试验结果表明添加氧化气及进行后期氧化盐浴处理均有利于耐磨性和抗蚀性能的提高。     

稀土时离子硫氮碳共渗的影响

研究了稀土浓度、保温时间对渗层深度和性能的影响，探讨了稀土元素对离子硫氮碳共修的催渗机理。试验结果表明，在渗剂中加入一定量的稀土对离子硫氮碳共渗具有明显的催渗作用，可使渗层深度提高约２５％，硫化物层牢固，表面硬度增高且渗层硬度梯度平缓，耐磨性提高５０％以上。     

工业纯铁的氮碳钛离子共渗工艺

针对氮、碳二元离子共渗电磁纯铁的渗氮层硬度低、耐磨性差的问题,采用氮、碳、钛三元离子共渗的方法对其进行表面改性处理。结果表明,在相同渗氮工艺下,海绵钛的加入,有效地提高了渗氮层的表面硬度;在520 ℃共渗8 h时,测得渗层硬度最高可达513 HV0.05。但是三元离子共渗降低了纯铁的磁性能,尤以低磁性能降低较多,稍低于GB/T 3656—2008要求,中磁性能与高磁性能仍满足标准要求。     

高速柴油机曲轴稀土离子氮碳共渗工艺

在不同温度、时间、气压及稀土含量下对42CrMoA钢进行了稀土离子氮碳共渗工艺试验,测定了不同工艺参数下表面强化层的硬度、厚度,并对比了稀土离子氮碳共渗工艺与其它表面强化工艺处理后的磨损性能和弯曲疲劳强度等力学性能。结果表明,5%RE、520℃×2h、1.05kPa气压为该工艺的最佳参数,42CrMoA钢制高速增压柴油机曲轴用该工艺处理后,强度、硬度和厚度等指标均能满足其使用性能要求。     

45钢的离子氮碳共渗-离子渗氧复合处理

研究了45钢离子氮碳共渗-离子渗氧复合处理工艺。试验表明，45钢经离子氮碳共渗-离子渗氧复合处理后，表层可获得化合物和氧化物的复合层，该复合处理可以明显提高45钢的耐磨性。     

深度轧制细化工业纯铁晶粒

利用常用的轧制设备，采用热轧与冷轧及热处理相结合，提出了深度轧制工业纯铁和制备块体纳米晶工业纯铁的方法经X射线衍射(XRD)分析，深度轧制后的样品在300℃回复7h，表层晶粒尺寸为38．9nm；透射电镜(TEM)分析表明板材内部的晶粒尺寸为87．5nm．采用该方法可制备出大块、无孔隙缺陷的纳米晶工业纯铁，且晶粒的热稳定性较好．     

近熔点液态纯铁和Fe-C二元合金的微观结构

利用θ-θ液态金属X射线衍射仪研究了纯铁和Fe-C二元合金的液态结构，在此基础上给出了两种金属的微观原子结构，研究结果表明，在近熔点熔化后，液态纯铁和Fe-C合金中保持有大量的原子团簇。液态纯铁的原子团内保持有熔化前的体心立方单元。单元是共棱组合的；在液态Fe-C合金中即有Fe-C原子团簇，也有Fe-Fe原子团簇；随着温度的升高，两种金属的原子团尺寸都减小，配位数、原子间平均最近邻距离和原子团内的原子数目均减小。     

氮对灰铸铁基体组织的作用

研究了氮对Fe—C-Si和Fe—C—Si-Mn灰铸铁基体组织的作用,实验结果表明,氮使灰铸铁共晶团组织细化,珠光体含量增多,并使珠光体和铁素体显微硬度提高氮对灰铸铁平衡及非平衡相变温度的影响和它溶入铁素体及渗碳体中是强化灰铸铁基体组织的重要原因.     

AUGER STUDY OF CARBON LAYER ON ON IMPLANTED STEEL SURFACE

The carbon layers on implanted steel surface have been studied by means of Auger spectra. Itis shown that the thickness of the carbon layer is proportional to the dose of implanted ions.By comparison with the results of friction and wear tests, the friction coefficient is smallerthan 0.20 at the first part of the friction coefficient curve. It is considered that the graphiticcarbon layer on the top of steel is helpful to reducing the surface friction coefficient of steel.     

EFFECT OF NITROGEN ON MATRIX STRUCTURE OF GRAY CAST IRON

Effect of nitrogen on matrix structure of 3 different varieties of gray cast iron,i.e.,sub-eutectic Fe-C-Si,near-eutectic Fe-C-Si and Fe-C-Si-Mn,has been investigated.The eutectie colony structure of gray cast iron may be refined,the pearlite content increasedand the micro-hardness of pearlite and ferrite raised with an addition of nitrogen.The influ-ence of nitrogen on the transformation temperature of the equilibrium and non-equilibriumphases,as well as,the solution of nitrogen in ferrite and cementite seem to be the major rea-sons to strengthening the matrix structure of gray cast iron.     

氮离子注入钢表面碳层的研究

本文对四种相同能量、不同剂量氮离子注入的GCr15钢表面形成的石墨碳层进行了Auger研究。Auger剖面谱图的结果表明此碳层厚度与氮离子的注入剂量成正比。与摩擦磨损实验结果比较,发现摩擦系数在随时间变化曲线的初期,小于0.20,即离子注入过程中钢表面形成的碳层有助于减小摩擦系数。     

卟啉在纯铁表面电化学修饰层的缓蚀作用

采用稳态极化曲线、极化阻力、电化学阻抗谱等多种电化学测试方法,研究了硫酸、盐酸、氯化钠、氢氧化钾等溶液中卟啉在纯铁表面电化学修饰层的缓蚀作用。研究结果表明,卟啉电化学修饰层对铁基金属有很好的保护作用。在酸性、中性和碱性溶液中均有良好的阻蚀性能。尤其在盐酸溶液中,修饰层具有更佳的效果。氯离子的协同效应与修饰层的结构有密切关系。根据实验结果、对修饰层的缓蚀机理进行了探讨。     

磁性纯铁表面电镀及对基体磁性能的影响

针对生产过程中磁性DT4C和不锈钢1Cr18Ni9Ti焊接组合件,化学镀镍结合力不佳的因素及提高结合力的方法进行了研究。确定了焊接氧化皮的去除方法;对产品采用预镀镍-化学镀镍方案,可以得到结合力良好、厚度均满足要求的镍镀层;采用此工艺对零部组件的磁性能:矫顽力Hc、磁感应强度B500、最大磁导率均无影响。     

内圆外正八方的DT4C纯铁异型管的试制

介绍了试生产内圆外正八方ＤＴ４Ｃ纯铁异型管的工艺、工具孔型和生产难点。