激光处理后的渗硼层组织

本文用光学金相,结合Fe-B-C三元相图,对激光处理后的渗硼组织,从相的组成、相的形貌,显微硬度诸方面作了分析,得出如下结论: 1.激光热处理能使渗硼层产生很大变化,不但破坏了原来的取向排列,而且细化了硼化物组织。2.激光处理后的典型组织、从表到里,依次是Fe_2B Fe_3C相,α-Fe Fe_2B Fe_3(B、C)共晶组织和先共晶珠光体。     

钢的渗硼层相结构及形成机理

本文采用X射线衍射方法得到渗硼层是由FeB,Fe_2B,M_3(C.B)所组成,FeB,Fe_2B呈针舌状;电子显微镜观察到M_3(C.B)是一些很小的颗粒散布在FeB和Fe_2B之中。 在X射线衍射和电镜观察基础上,提出了渗硼层形成机制。     

激光处理后的渗硼层组织

本文采用光学金相,透射电镜,扫描电镜,电子探针,能谱仪和X射线衍射等多种测试手段,结合Fe-B-C三元系相图,对激光处理后的渗硼层组织,从相的组成,相的形貌,显微硬度以及冲击断口诸方面作了综合分析,得到以下结论: 1、激光处理能使渗硼层产生很大变化,不但破坏了原取向排列,而且细化了原硼化物组织。 2、激光处理后渗硼层的典型组织,从表到里依次是Fe_2B或FeB Fe_2相,a—Fo Fe_2B Fe_3(C、B)共晶组织和先共晶相珠光体。 3、典型组织的形貌是:硼化物为树枝状和块状;共晶相呈椭圆状,内部为片层相间的精细结构;先共晶珠光体构成树枝晶。     

气体碳氮硼三元共渗强化机理的探讨

本文对经750℃～850℃温度范围内碳氮硼三元共渗后的20钢试样进行了渗层相结构与性能分析。力学性能试验证明三元共渗的渗层具有比渗碳和碳氮共渗更优越的硬度和耐磨性。三元共渗渗层强化机理主要是马氏体固溶强化和高弥散度的第二相强化。x射线和电镜分析证明高弥散的第二相粒子中除有ε相(Fe_2N—Fe_3N)外,还有Fe_2B相。     

Fe-B及Fe-C-B合金的激光熔化激冷

工业纯铁与共析碳钢表面渗硼层先在炉中处理,以获得共晶组织,然后以高能密度激光束扫描;被激光熔化的金属在冷基底的吸热作用下,以非常高的速度冷却并凝固。实验表明,炉内处理后Fe-B合金层的共晶由α-Fe Fe_2B二相组成,FeC-B合金层的共晶由α-Fe Fe_3(C、B)二相组成;共晶中Fe_2B为方棒状和Fe_3(C、B)为片层状。激光熔化激冷后,共晶中的相组成及形貌无改变,但棒间距和片间距相应减小了40及100倍。共晶组织的硬度大幅度增高,每个合金系的共晶组织的硬度与尺寸的关系服从Hall-Petch公式。     

高硼多组分铸铁的组织及相元素分布

这种新提出的新型铸铁的化学成分为在0.7C–5W–5Mo–5V–10Cr–2.5Ti (wt%)中分别添加1.6wt% B和2.7wt% B。这项工作的目的是研究硼的含量对合金的结构状态和阶段元素分布对耐磨结构成分的形成影响。结果表明,当B含量为1.6wt%时,合金由三种共晶组成:(a) “M₂(C,B)₅+铁素体”具有“汉字”形貌 (89.8vol%), (b) “M₇(CB)₃+奥氏体”具有“莲座”形貌,(c) “M₃C+奥氏体”具有“莱氏体”形貌 (2.7vol%)。当硼含量为2.7wt%时,基体硬度由HRC 31提高到HRC 38.5。组织中出现了平均显微硬度为HV 2797的初生碳化物M₂(C,B)₅,体积分数为17.6vol%。共晶体(a)和(b,c)的体积分数分别降低到71.2vol%和3.9vol%。基体为“铁素体/奥氏体” (1.6wt% B) 和“铁素体/珠光体”(2.7wt% B),两种铸铁均含有致密析出碳化物(Ti,M)C和碳硼化物(Ti,M)(C,В),体积分数为7.3%–7.5%。基于能量色散X射线能谱,给出了元素相的分布和相应的相公式。     

2Cr13钢渗硼层的组织结构与耐磨性

本文研究了2Cr13不锈钢渗硼层的组织和耐磨性。研究发现,渗硼层由硼化物层和过渡区构成,而硼化物层又由极薄的(Fe,Cr)B层和相当厚的(Fe,Cr)_2B层组成,在硼化物上分布有少量的(Fe,Cr)_3(C,B)。过渡区是在细小弥散的两相基体上分布着块状和网状碳化物。渗硼试样的耐磨性比常规处理试样高出4—5倍。     

固体粉末法硼铬共渗研究初步

本文初步研究了固体粉末法硼铬共渗技术,并得出:用固体粉末法可实现硼铬共渗;共渗层中除有硼化铁Fe_2B或(Fe,Cr)_2B)以及固溶体外,碳化铬(Cr,Fe)_7C_3也可以成相;并得到了两层化合物组成的结构,其中(Cr,Fe)_7C_3为连续层.     

富硼相及其在Nd-Fe-B合金中的行为

本文利用1000kV超高压电镜、穆斯堡尔谱仪、X射线衍射仪和磁测量仪等对Nd-Fe-B永磁合金中的富硼相进行了研究。结果表明:富硼相以1个孤立的相存在于Nd-Fe-B永磁合金中,它一般位于基体相Nd_2Fe_(14)B的三角晶界处,占据的体积份数为4.6％,富硼相中有高密度的缺陷存在,这些缺陷的方向垂直于(?)轴。 富硼相的化学式可以写为Nd_(1+ε)Fe_4B_4(s≈0.1),该化合物由2套亚结构,即Fe-B亚结构和Nd亚结构相互套穿而成。2个亚结构均具有四方对称,在四方基面上的晶格常数相同,但沿(?)方向却有不同的周期,所以富硼相可能为一维的成分变化型无公度结构。在室温下富硼相呈顺磁性,能够在磁体中钉扎畴壁而提高矫顽力,富硼相的显微结构和温度有关,由矫顽力对温度的依赖关系和电镜观察表明富硼相对畴壁的钉扎可能属于强钉扎。     

硼含量对FeCoNiCrAl_(0.1)B_x高熵合金组织和力学性能的作用

研究了硼含量对FeCoNiCrAl_(0.1)B_x(x=0～0.1)高熵合金微观组织和力学性能的作用.结果表明:当硼含量x≤0.03时,FeCoNiCrAl_(0.1)B_x高熵合金由单一面心立方(facecentered cubic,FCC)结构的γ相组成;而当硼含量x ≥ 0.05 时,FeCoNiCrAl_(0.1)B_x高熵合金由γ相、微量的有序态FCC相和硼化物组成.硼元素的加入,细化了 FeCoNiCrAl_(0.1)B_x高熵合金的晶粒,提高了合金的抗拉强度,但也降低了合金的延伸率.在真空中拉伸时,FeCoNiCrAl_(0.1)B_x高熵合金的断口形貌均为韧窝状塑性断口.     

盐浴硼钒共渗的组织和性能

为了抑制渗硼层的脆性和解决渗钒层薄的问题,本文对硼钒共渗的组织和性能进行了初步试验探讨,结果表明,硼钒共渗层的相结构为V_c+Fe_2B,具有渗层厚(120μm)、显微硬度高(HV_(0.1)1590—2027)、脆性小和耐磨性好等优点。     

非晶晶化过程中Nd_2Fe_(14)B相和α-Fe相的析出与长大及其磁性能

利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析仪、振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer,VSM)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC),研究了非晶Nd9.5Fe76Co5Ti3B6.5合金条带晶化过程中Nd_2Fe_(14)B/α-Fe析出相的相结构及其磁性能的变化.结果表明,在晶化过程中Nd_2Fe_(14)B相和α-Fe相分别在600,680?C退火时析出.随着退火温度的升高,α-Fe相的晶粒比Nd_2Fe_(14)B相长大更明显:当温度由690?C升高到700?C时,α-Fe相及Nd_2Fe_(14)B相的晶粒尺寸分别由22.4,32.8 nm长大到33.3,39.8 nm.在690?C退火时,硬磁相Nd_2Fe_(14)B和软磁相α-Fe之间具有较强的交换耦合作用,其晶粒尺寸分别为32.8,22.4 nm.此时的合金具有最佳的综合磁性能:剩磁强度Br=0.88 T,矫顽力Hci=523.76 k A/m,最大磁能积(BH)max=100.01 k J/m~3.     

贝利特-硫铝酸钙水泥制备及贝利特掺硼活化

采用粘土、铝矾土、碳酸钙为主要原料制备以贝利特(C2S)、硫铝酸钙(C4A3S-)和铁铝酸钙为主导矿物的水泥熟料(BCSAF),分析熟料矿物组成对水泥净浆抗压强度发展的影响,并通过硼(B)掺杂对贝利特矿物进行活化,研究其对于熟料烧成工艺及水化性能的作用机理.采用X射线衍射、扫描电子显微镜和差热-热重分析等测试方法表征熟料组成与结构.研究结果表明:C4A3S-有助于BCSAF水泥早期强度发展,而C2S主要影响BCSAF水泥的后期强度,铁铝酸钙有助于熟料烧成中的传质过程,但含量过高时,不利于获得具有较高水化活性的C2S.掺杂B可在常温下稳定α′-C2S,活化贝利特矿物,提高BCSAF水泥熟料早期水化活性,同时降低烧成反应温度,促进反应进行,减少硅铝酸钙(C2AS)过渡相的生成,而显著提高水泥3d抗压强度.     

激光淬火对Cr12MoV钢渗硼层盐雾腐蚀和电化学腐蚀的影响

利用热浸渗法在Cr12MoV钢表面制备一层渗硼层,对其进行CO_2激光淬火处理。采用电子扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)分析渗硼层盐雾腐蚀前后表面形貌、化学元素组成和物相,考察激光淬火前、后渗硼层盐雾腐蚀性能。通过电化学工作站测试激光淬火前后试样自腐蚀电位、电流密度和腐蚀速率等腐蚀特性,讨论激光淬火对电化学腐蚀的影响机理。研究结果表明:渗硼后表面产生许多孔隙,激光淬火消除这一缺陷。盐雾腐蚀后渗硼层产生间隙腐蚀,主要腐蚀产物为γ-FeO(OH)和Fe_3O_4,激光淬火试样只出现少量点蚀和细微裂纹,钝化膜由Fe_3O_4和α-FeO(OH)组成。激光淬火后渗硼层自腐蚀电位未发生变化,但激光淬火后自腐蚀电流密度下降11%,电化学腐蚀性能得到明显的改善。     

硼含量对 FeCoNiCrAl$_{\bf 0.1}$B$_{ x}$ 高熵合金组织和力学性能的作用

研究了硼含量对 FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ ($x = 0 \sim 0.1$) 高熵合金微观组织和力学性能的作用. 结果表明: 当硼含量 $x \le 0.03$ 时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金由单一面心立方(face-centered cubic, FCC)结构的 $\gamma $ 相组成; 而当硼含量 $x \ge 0.05$ 时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金由 $\gamma $ 相、微量的有序态 FCC 相和硼化物组成. 硼元素的加入, 细化了 FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金的晶粒, 提高了合金的抗拉强度, 但也降低了合金的延伸率. 在真空中拉伸时, FeCoNiCrAl$_{0.1}$B$_{x}$ 高熵合金的断口形貌均为韧窝状塑性断口.     

钛金属固体法渗硼新技术

对传统固体粉末法渗硼工艺进行改进,用B4C和无水Na2B4O7代替非晶态硼作为供硼剂,制备出以TiB2为主要成分的表面渗层,并研究了原料成分和反应条件对渗层相结构及厚度的影响.研究结果表明:渗硼剂配料中Na2B4O7和B4C的质量分数比对渗层有很大影响,当w(Na2B4O7)∶w(B4C)=2∶6时,渗层厚度和表面清洁程度等综合性能最优;填充剂Al2O3能导致TiB2渗层脱落,且脱落程度随Al2O3含量的增加而加重;渗层厚度随处理时间的平方根呈线性增加;渗硼层厚度与试验温度的关系为d=aT2 bT c.     

Fe_(80)B_(20)和Fe_(82)B_(18-x)Si_x非晶态合金的研究

本文应用四端电位法测量了Fe_(82)B_(18-x)Si_x(x=2,4,6,8,10)合金的电阻率随温度的变化,确定由非晶态向晶态转变过程的转变温度,研究该合金中Si 含量对晶化的影响。应用Hesse 方法研究了Fe_(80)B_(20)和Fe_(82)B_(18-x)Si_x 非晶态合金的超精细场分布,得出在各种不同B、Si 浓度下平均超精细场的变化曲线。应用剥谱技术分析Fe_(80)B_(20)和Fe_(82)B_(18-x)Si_x 合金完全晶化后的相结构。     

Fe—C—B三组元相平衡的热力学研究

近年来利用计算机对热力学的研究,在分析和综合合金相图方面已获得了丰硕的成果。按照这一方法我们研究了 Fe-C-B 三组元的相平衡。本文对γ和 Fe_3(C、B),γ和 Fe_(23)(C、B)_6在800℃—1000℃的相平衡进行了实验研究,并根据标准溶液近似(处理方法)进行了热力学分析,估计了介稳定化合物 Fe_(23)C_6、Fe_(23)B_6和Fe_3B 的生成自由能及它们在各相中的作用参数。根据这些热力学参数,绘出了实验温度范围以及427℃和1100℃的 Fe-C-B 相图。     

铁基耐磨合金抗磨机理的探讨

本文对九种Fe—C基耐磨合金粉末等离子堆焊铧片进行了模拟田间工况的室内磨损试验和金相组织分析。为探讨其抗磨机理,应用透射电镜观察其形貌、X光波谱仪检测了微区成份,并用X光衍射仪进行了相结构分析。试验结果表明:堆焊合金中具有波形边界的一次六角形或条状碳化物(Cr_7C_3)、且基体为大量马氏体加少量奥氏体的过共晶组织抗磨粒磨损性最佳;同时发现硼元素只存在于组织中的黑孔缺陷处,因此,加硼并不能提高堆焊合金的抗磨性。     

合金碳化物(Fe,Mo)_3C的磁性及磁致热力学性质

利用基于第一性原理的VASP软件计算钢中合金碳化物(Fe,Mo)_3C在0 K、0 Pa的磁矩和形成能,利用热力学平衡软件MTDATA计算合金碳化物(Fe,Mo)_3C的化学自由能改变量,利用Weiss分子场理论计算合金碳化物在12 T强磁场下的磁自由能改变量。结果表明,合金碳化物(Fe,Mo)_3C的磁矩主要来源于不同Wyckoff位置的Fe原子,8d位置的Fe原子对磁矩的影响比4c位置的Fe原子更大,而Mo原子会使合金碳化物的磁矩降低;合金碳化物Fe_2MoC、Mo_3C的形成能为负,表明这两种合金碳化物比Fe_3C和FeMo_2C更稳定;另外,Mo原子会降低合金碳化物(Fe,Mo)_3C化学自由能改变量,增大其磁自由能改变量。