摩托车齿轮离子软氮化后再淬火的研究

本文结合重庆望江机器厂三轮摩托车壳齿轮、变速箱主轴等零件,研究了35CrMo、45钢离子软氮化及再加热淬火工艺对其组织和性能的影响;进行了离子软氮化、离子软氮化后再淬火(下称复合热处理)、高温气体氰化三种工艺条件下的接触疲劳强度、弯曲疲劳强度、耐磨损性以及热处理变形的对比试验,得出了复合热处理后的零件具有优越的机械性能。另外,我们对强化机制及金相组织也作了初步的研究。     

化学热处理后残余应力分布及对疲劳强度的影响

探讨了渗碳、碳氮共渗、氮化等常用的化学热处理后所产生的残余应力分布特点，及其对疲劳强度的影响。试验表明，化学热处理后残余压应力的深度往往与渗层深度相一致。渗层中的相变次序和残余奥氏体的存在对残余应力分布影响较大。表层残余压力对工件的疲劳强度起着有益的作用。     

快速碳氮共渗研究

<正>碳氮共渗用于钢件表面化学热处理是一种行之有效的方法。它不仅由于碳氮原子的同时渗入,其渗层表面具有比渗碳更高的硬度、耐磨性和疲劳强度,而且有热处理以后变形小的特点。因此,碳氮共渗在国内外都得到了广泛的应用。对碳氮共渗机理的研究也日益加深。 传统的碳氮共渗工艺概括可分为固体、液体和气体三种。固体碳氮共渗由于生产效率低、劳动条件差,已很少应用。液休碳氮共渗以往常采用氰盐(NaCN、KCN等)作为共渗介质。由于氰盐极毒,易造成公害,因而它已被人们淘汰。目前,正在广泛使用的是气体碳氮共渗(包括软氮化),这朴工艺虽然效果良好,且无毒,但共渗时间仍然太长,生产效率无法再进一步提高。例如,共渗速度较快的软氮化工艺,共渗1～3小时,其渗层深度(包括扩散层)也只有0.1～0.2毫米。因此,国内外热处理工作者都在深入研究碳氮共渗的机理,寻找快速碳氮共渗的新方法、新工艺。 经过几年时间的探索和研究,我们找到了一种在含碳氮有机物的电解液中,用外加高压直流电的方法,把钢件作为阴极,促使碳氮原子从碳氮有机物中释放,并成为离子。碳氮离子在高压电场的作用下向钢件冲击;从而在短时间内使钢件表层的含碳量达到0.8％以上,含氮量达到0.45％以上。这已经达到了一般认为的气体碳氮共渗表层最佳碳氮浓度。大量实     

42CrMo钢高压油马达转子离子软氮化的研究

本文针对武汉船用机械厂高压油马达转子软氮化问题,在对比了不同软氮化介质和方法的基础上,重点研究了 Co_2+NH_3离子软氮化气氛比例、炉内压力、渗氮温度对42CrMo 钢渗层形成速度、化合物层相组成、耐磨损性的影响,认为此法优于一般气体软氮化和其它离子软氮化法。     

钛对35CrMo钢离子氮化层的影响

利用在离子氮化炉阴极上挂海绵钛的方法研究了钛对离子氮化层时影响。结果表明：钛能提高氮化层硬度、增加氮化层深度，并对氮化层的相组成有影响。     

薄层软化及不同热处理对性能的影响

本文研究了22CrMnMo和18CrMnTi钢在渗层深度1.2mm—1.3mm条件下,经薄层软化直接淬火,薄层软化缓冷再加热淬火和薄层软化缓冷再加热高浓度碳氮共渗淬火等不同热处理后,对接触疲劳、弯曲疲劳和多冲性能的影响。试验结果表明、在渗层深度相近情况下,薄层软化缓冷再加热高浓度碳氮共渗淬火的接触疲劳强度最高,簿层软化直淬次之,薄层软化缓冷再加热淬火最低;相反,薄层软化缓冷再加热淬火的弯曲疲劳和多冲抗力最高。     

碳氮共渗农船挂桨齿轮预先试验总结

现有船用挂桨齿轮选用18CrMnTi渗碳淬火,制造成本高、生产效率低、使用寿命短.分析其失效形式,主要是断齿及磨损.经提高齿轮的加工精度及装配精度,热处理上选用碳氮共渗、分级淬火及喷丸强化等,实地观察齿轮的运转使用寿命,探索提高齿轮寿命的途径.初步得:1.气体碳氮共渗是极有发展前途的工艺之一.2.表层残存较大量的残余奥氏体,对提高齿轮的弯曲疲劳强度、接触疲劳强度、抗麻点有一定的好处,对延长使用寿命能起一定的积极作用.3.表层残余压应力大大提高零件的弯曲疲劳强度、扭转疲劳强度、接触疲劳强度,从而延长使用寿命.     

汽车曲轴圆角强化对残余应力和弯曲疲劳极限的影响

对ＬＲ６１００发动机曲轴采用圆角感应淬火工艺进行表面强化。研究了其对曲轴淬硬层，残余应力分布规律和弯曲疲劳强度的影响。采用此工艺，圆角处硬化层深度达１．５ｍｍ以上，残余压应力水平高且分布较姨，弯曲疲劳强度大于２７５４Ｎ．ｍ，比未圆角强化曲轴提高８５％以上。     

分级滲碳中碳化物的析出与变形过程

渗碳工艺是当前机械制造工业中应用最为广泛的一种化学热处理方法,它使被渗工件获得一定的强度、较高的耐磨性和疲劳抗力。被渗工件的机械性能主要决定于渗碳层中的碳浓度及淬火回火后的金相显微组织。当渗碳层中碳浓度较高时,淬火后具有针状马氏体和大块或网状碳化物以及数量较多的残留奥氏体。近年来又观察到当渗碳层的碳含量较高时会伴随针状马氏体出现一定数量的显微裂纹。若从疲劳强度考虑上面这些组织     

W6Mo5Cr4V2高速钢软氮化渗层脆性改进的研究

通过观察和分析M2高速钢在软氮化处理后渗层的组织形貌和相结构,结果表明渗层组织中合金氮碳化合物以山脉状沿晶界析出分布是高速钢氮化产生脆性的重要原因,分析了该脉状组织的形成原因和脆化机理.通过适当改变软氮化工艺参数,控制其合金氮碳化物在渗层中呈弥散颗粒状分布,可大幅改善高速钢的氮化脆性,使渗层在渗层深度、显微硬度、渗层组织形态等方面均达到工艺要求,且具有良好的显微硬度分布梯度,在生产实际应用中获得良好的效果.     

航空轴承钢渗碳热处理组织演变行为研究

利用EPMA与XRD等实验方法对航空轴承钢在渗碳热处理过程中的微观组织演变行为进行定性及定量分析.结果表明:在渗碳淬火处理后,试样表层及次表层组织中有大量的碳化物及少量的残留奥氏体,其中碳化物为M₂₃C₆和M₆C.随着渗层深度的增加,碳化物含量减少,残留奥氏体含量增加.经过二次淬火处理后,奥氏体与马氏体中碳质量分数增加,使得淬火后残留奥氏体质量分数大幅度增加,在渗层0.1mm处达到22.7%.经过两次深冷与回火处理后,马氏体与奥氏体中碳质量分数降低,碳化物含量增加,渗层硬度提升.     

表面强化对球铁疲劳裂纹萌生、扩展的影响

通过正火球铁表面滚压、软氮化后疲劳裂纹萌生、扩展的试验研究及电镜断口分析得出:表面软氮化、表面滚压均能有效地提高球铁的疲劳强度;滚压强化既能有效地阻止裂纹的萌生,又能大幅度地降低裂纹扩展速率;由于滚压强化层较深,有利的残余压应力分布层也深,故对原始态具有短裂纹的试样,滚压效果也很显著;滚压强化后其名义门坎值有大幅度提高,达▽K_(th名义)=66公斤/毫米~(3/2);软氮化及滚压强化后断口源区和早期扩展的特点为细质点、亚结构和不连续的分割条纹,使疲劳裂纹萌生抗力提高,裂纹扩展速率降低。     

表面强化钢的条件接触疲劳极限的预测方程

对多种钢经各种表面强化如渗碳、渗氮、碳氮共渗、高频淬火等后,获得不同强化层深度、表面和心部不同硬度以及表面不同残余奥氏体级别的试件,进行快速法测定10~7时的条件接触疲劳极限,将疲劳极限σ_(km)与层深 D、硬度梯度 m,残余奥氏体级别 R 之间关系进行多元回归处理,建立σ_(km)与 D、m、R 之同的关系:σ_(km)=A_0+A_1D+A_2m+A_3R.利用它,只要已知 D、m、R 值,即可预测σ_(km)。     

GDL-1钢渗碳后液体软氮化工艺的初步探索

应用正交试验法研究了GDL-1钢经渗碳后的液体软氮化复合热处理工艺,分析氮化时间、氮化温度及CNO-浓度对GDL-1钢复合渗层的渗层硬度、渗层深度和白亮层的影响.结果表明:渗层表面硬度主要由盐浴CNO-浓度控制,并随CNO-浓度的升高呈现先升后降的趋势,盐浴CNO-浓度为18%左右时表面硬度达到最大值;渗层深度随氮化温度的升高和时间的延长而增加,但当温度超过560℃、处理时间超过2.5h之后,增加的趋势变缓;当温度超过560℃后,渗层白亮层增厚明显。试验得到最佳软氮化工艺参数:CNO-浓度18%,(560±10)℃×2.5 h.     

离子氮化工艺的发展简况

离子氮化是一种强化金属零件表面的热处理新工艺。其作用原理是:在真空容器内,通入少量氨气或氮、氢混合气,以真空容器当阳极,被处理工件为阴极,外加高压直流电场使气体电离,氮离子移向阴极,并以高速撞击工件表面,使工件发热,氮离子渗入工件,形成硬度高、耐磨、耐疲劳、耐腐蚀的氮化层。整个处理过程中工件被一层稳定的辉光所包围,故又称辉光离子氮化。     

激光淬火齿轮和渗碳淬火齿轮X射线衍射分析

在40CrNiMoA钢激光相变硬化基础工艺研究的基础上,通过采用齿轮激光热处理关键技术,获得了沿齿廓均匀分布的理想硬化层。对渗碳淬火齿轮(20Cr2Ni4A)和激光淬火齿轮(40CrNiMoA)进行了齿轮X射线衍射分析。试验表明,激光淬火齿轮淬硬层中微晶尺寸明显小于渗碳淬火齿轮的微晶尺寸,激光淬火齿轮淬硬层的残余奥氏体含量较高,而其位错密度比渗碳淬火齿轮高一个数量级。从不同角度证实了激光淬火齿轮接触疲劳强度高于渗碳淬火齿轮接触疲劳强度。     

高速钢激光相变硬化层组织的X射线分析

本文用X射线衍射法研究了高速钢激光相变硬化层组织,以及激光工艺参数和原始组织对残余奥氏体含量的影响;并对激光相变硬化机理进行了分析。结果表明,激光相变硬化层组织由马氏体、残余奥氏体和合金碳化物组成。随着激光功率增加,扫描速度降低,残余奥氏体含量增加。激光相变硬化的本质仍然是马氏体相变。同时,晶粒细化强化,碳化物弥散强化以及激光淬火前的原始组织中的强化因素的遗传性等多种强化因素对超高硬度的获得也有贡献。     

用表面裂纹法研究表面强化层的疲劳裂纹扩展抗力

本文采用表面裂纹法研究了碳氮共渗、氮化及滚压强化层的疲劳裂纹扩展抗力。与常规的紧凑拉伸试验法相比，前者能灵敏地反映出表面强化层组织及性能的影响，后者却难于实现。试验证实碳氮共渗层中由于残留奥氏体应变诱发马氏体，导致疲劳裂纹扩展抗力提高；滚压强化及渗氮均能提高表面压应力，也使疲劳裂纹扩展抗力明显提高。     

离子氮化机理的初步探讨(一)

在相同的氨流量和氨压下,进行气体氮化与离子氮化的对比实验,证明离子氮化比气体氮化的效果好。用X射线衍射仪法和金相法观察离子轰击对试样表面的影响,说明离子轰击后的试样表面存在二类、三类应力,点阵发生严重畸变,并出现大小不等的坑洼,沿晶介处尤为显著。表层大量缺陷的存在,促进了氮的扩散过程。离子氮化后的金相试样,在稀薄空气中进行离子轰击,试样表面硬度大幅度上升,与高能粒子(γ射线、α射线以及β射线)等照射金属与合金引起的硬度上升相似。这与轰击产生的畸变有关外,可能有新相析出,原因有待进一步探讨。用探极法测定了辉光放电等离子区的离子浓度,研究氮流量与离子浓度的关系,及对氮化层的影响,说明在大氨流量下离子浓度下降,氮化层深度减少,证明采用小氨流量是合理的。     

α状态离子渗氮层中的氮化物形貌和元素分布

利用离子探针,电子探针等现代测试手段,研究了40Cr,35CrMo和38CrMoAlA钢分别经离子氮化和气体氮化处理后的试样离子氮化层中的氮化物形貌和元素氮、碳、铬、钼、铝的分布,为深入研究α状态渗氮层组织结构与磨损机理,提供了一定的理论依据;同时也为新的氮化钢种的研制和氮化工艺的选择与控制提供了重要信息。