等离子渗氮及PVD处理后钢的剪切应力和磨损实验分析

等离子渗氮及PVD（Physical Vapor Deposit）处理技术，就是等离子渗氮及物理气相沉积技术。实验数据表明，对试件进行不同的表面处理并进行实验所绘出的最大剪切应力及磨损曲线是不同的。经等离子渗氮及PVD处理的钢的最大剪切应力及耐磨性能取决于渗氮时间。     

TD3合金离子渗氮耐磨性能研究

采用离子渗氮技术对TD3合金表面进行离子渗氮处理,采用金相显微镜、XRD,对渗氮层的组织形貌、物相结构进行观察分析;用显微硬度仪(维氏)测量渗氮层硬度,再用摩擦磨损试验机(往复式)进行常温干摩擦实验,对其耐磨性、磨痕形貌进行分析。结果表明:渗氮层深度可达80μm,渗氮层显微硬度最高可达1 190 HV,较基材硬度提高2.3倍以上,渗氮层含TiN、Ti_2N。渗氮试样磨痕深度与宽度减小,耐磨性能比基材也有显著提高。     

中合金铬钼渗氮轴承钢旋转弯曲疲劳性能研究

为了研究化学热处理对大型轴承疲劳性能的影响规律,对中合金铬钼轴承钢进行离子渗氮处理和旋转弯曲疲劳(RBF)试验。以双真空熔炼(VIM+VAR)的中合金铬钼轴承钢作为实验材料,分析经调质处理(930℃+550℃)后的组织和经离子渗氮后的相组成,分析经过旋转弯曲疲劳试验后断口形貌及裂纹萌生机理,构建表面缺陷与疲劳断裂机理之间的关系。实验结果表明:实验钢经过调质处理后组织为回火索氏体,主要析出M2C型和M3C型碳化物;渗氮后渗氮层中化合物层主要由CrN和Fe4N(γ′相)组成,厚度约为16μm,其不利于基体的疲劳性能提升;实验钢渗氮后的RBF极限为947MPa,较未渗氮试样旋转弯曲疲劳极限提升19.4%;渗氮层中化合物层始裂及非金属夹杂物始裂为主要的两种起裂方式,化合物层和表层粗糙度对渗氮后实验钢的疲劳寿命影响较大。研究结果可为提高中合金铬钼轴承钢的疲劳性能提供实验及理论依据。     

气体渗氮及后续回火工艺对2Cr13钢渗氮层的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、维氏显微硬度计、摩擦实验机、弯曲实验和浸泡腐蚀实验探究了气体渗氮工艺对2Cr13钢渗氮层的微观组织结构和性能的影响.结果表明:随渗氮温度、时间的增加,渗氮层的总厚度增加,但是表面疏松层也增加.500℃渗氮的扩散层组织主要由含有大量位错及位错胞的马氏体和高密度的纳米CrN析出相组成;纳米CrN析出相弥散分布在晶内和位错胞的界面上,位错胞界面上的CrN颗粒数量多且尺寸略大;板条马氏体晶界析出了ε-Fe_(2-3)N或者(Cr,Fe)2N析出相.当渗氮温度升高至550℃时,马氏体本身发生了回复,CrN以薄片形式析出,使扩散层组织呈现为由α-Fe和CrN组成的片状珠光体形态.2Cr13钢气体渗氮表面硬度随渗氮温度的升高先升高后下降,在500℃达到峰值硬度(1 274 HV0.5).450℃和500℃渗氮扩散层的硬度可高达1 300HV0.1以上,但是随渗氮温度进一步升高而明显降低.500℃/5h气体渗氮可同时提高2Cr13钢的耐磨性和抗腐蚀性,但是其弯曲韧性降低.500℃渗氮的2Cr13钢试样,不管是水冷还是空冷,或者再进行420℃回火2h处理,其扩散层组织均没有大的改变,因此其硬度没有明显变化,均维持在1 000HV0.1以上.     

Q235钢密封罐法稀土催渗氮化层的组织与耐蚀性能

针对常规气体渗氮工艺氮原子扩散速度慢的问题,采用密封罐法,以尿素为渗氮剂、稀土做催渗剂,对Q235钢进行570 ℃×4 h渗氮实验.利用金相显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站,研究分别加入1、3和5 mL稀土时,渗氮层的组织和耐蚀性能.结果表明：稀土催渗能增加渗氮层中白亮层厚度,并明显改善氮化层的耐蚀性能.但稀土加入较多达5 mL时,组织开始疏松,加3 mL稀土时白亮层组织致密,耐蚀性能较佳.Q235钢渗氮层主要由ε-Fe3N相和γ ＇-Fe4N相组成,与常规氮化相比,加稀土催渗后,氮化层中ε相数量增加.密封罐法可以实现Q235钢的快速渗氮,在尿素渗剂中加入稀土后能明显增加渗氮层厚度,并改善耐蚀性能.     

钛催化渗氮工艺提高工（模）具钢性能的研究

研究了钛催化渗氮的新工艺方法,对多种材料进行了渗氮处理。实验结果表明,这种方法与传统的气体氮化法或盐浴氮化法相比,具有化合物层厚度增加,表面硬度高,渗氮速度快,生产效率高的优点。是一种提高工具钢和模具钢性能的有效方法。     

高碳低合金钢真空离子渗氮及其特性研究

利用自行研制的直流脉冲离子渗氮设备对高碳低合金钢GCr15在温度为460～550℃进行了真空离子渗氮处理1～5h,采用显微硬度计、XRD、SEM、耐腐蚀性检测仪等表征手段研究了离子渗氮对其性能的影响．实验结果表明：通过离子渗氮处理得到的表面硬度均在700HV0.3以上;渗氮层主要形成γ-Fe4N相及少量的ε-Fe2N／Fe3N相氮化物,氮化物的含量随渗氮温度的升高、渗氮时间的增加而增大;经真空离子渗氮处理其耐腐蚀性得到大大提高．     

35CrMo钢罐装法多段渗氮渗层组织与耐蚀性能

为确定合理的多段渗氮工艺,以尿素为渗氮剂,采用密封罐法对35CrMo钢进行多段渗氮处理,并利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和化学工作站研究了由不同阶段渗氮工艺制备的氮化层的显微组织、显微硬度和耐蚀性能。结果表明:采用三段渗氮工艺(520℃×3 h+600℃×2 h+520℃×1 h)制备的渗氮层最厚,其氮化层组织主要由Fe-Cr相和Fe3N相组成,表面硬度较高,耐蚀性最好。该三段渗氮工艺符合氮化规律,增加了渗氮层厚度,提高了硬度和耐蚀性能。     

常压等离子体渗氮层摩擦学性能的试验研究

利用介质阻挡放电，形成非平衡等离子体，在自制的设备上进行常压等离子体渗氮研究，采用优化工艺对42CrMo材料进行离子渗氮处理，对处理后的试样硬度、断面金相组织进行了分析，对渗层的摩擦学性能进行了研究，并辉光离子渗氮工艺比较，试验结果表明：这种工艺完全达到了辉光渗氮处理的要求，并且组织致密，有利于提高其耐磨性，该渗氮工艺具有渗速快、渗层深、白亮层厚，渗氮效率高等优点。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢真空渗氮处理

采用真空渗氮方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行表面强化处理。利用金相显微镜、XRD、显微硬度计及耐磨试验机研究了表面渗氮硬化层的显微组织、相组成、显微硬度和耐磨性能。结果表明:真空渗氮处理后,渗氮硬化层主要由γ-Fe、γ'-Fe_4N和CrN相组成;渗氮层厚度达200μm以上,表面硬度为1100-1200 HV,比基体硬度提高了4倍左右;在相同条件下,磨损质量损失约为未渗氮试样的1/8,磨痕宽度明显降低,真空渗氮可显著提高不锈钢的耐磨性。     

直流电场对35钢盐浴渗氮的影响与动力学分析

以35钢为材料,研究直流电场催渗盐浴渗氮技术。该技术在渗氮盐浴中通过在被渗样品间施加合适参数的直流电场予以实现。利用光学显微镜、显微硬度计和X线衍射仪对渗层的显微组织、渗层厚度、硬度及物相进行测试和分析。研究结果表明:直流电场可以显著提高渗氮速度,降低渗氮时间;在渗氮温度818 K,施加强度为7.5 V的直流电场时,可将常规渗氮时间100 min所得到的化合层厚度所需时间降低到50 min。同时,施加电场盐浴渗氮使35钢截面显微硬度得到明显提高。电场盐浴渗氮的扩散系数比常规盐浴渗氮提高1.9倍以上,扩散激活能从常规盐浴渗氮的220 k J/mol降低到181 k J/mol,从而达到增加渗层厚度的显著效果。同时对直流电场快速盐浴渗氮机理进行分析。     

气体渗氮对中碳车轴钢超长寿命疲劳性能的影响

研究了气体渗氮在材料表面层由表及里逐次形成的氧化物层、氮化物层及N固溶层对中碳车轴钢超长寿命旋转弯曲疲劳性能的影响.与未处理试样相比,带有氧化物层、去除氧化物层及去除氮化物层的渗氮试样的疲劳强度逐级提高.去除氧化物层和去除氮化物层的试样在超长寿命区分别发生次表面和内部破坏.通过断口观察和断裂分析,阐明了渗氮处理材料的表面层对超长寿命疲劳性能的影响.     

罐装法氯化铵催化40Cr钢渗氮组织与耐磨性能

为实现渗氮工艺的低成本、快速性,以NH4Cl为催化剂,采用罐装法对40Cr钢表面进行渗氮处理。利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损实验机对渗氮层的显微组织、显微硬度和耐磨性能进行研究。结果表明：渗氮层组织主要由Fe相和Fe3N相组成。随着NH4Cl加入比例的增大,渗氮层厚度、显微硬度和耐磨性能也呈增大趋势。当NH4Cl的质量分数为4.5%时,白亮层厚度达2.5μm,硬度为8.89 GPa,失重量为6.91 mg。氯化氨能明显增加渗氮层厚度,改善渗层耐磨性能,是一种优良的催渗剂。     

等离子体快速渗氮技术的实现

利用液相等离子体电解渗氮技术对AISI304不锈钢进行了渗氮处理.采用直流脉冲电源,选择恒压工作方式,放电电压250V左右,放电时间1~3min,在不同的无机盐与尿素组成的电解液体系中实现了快速渗氮.实验表明:在尿素-KCl电解液中处理过的试样放电状况最好,渗透层硬度最高.     

激光熔覆-离子渗氮复合改性层的组织和耐磨耐蚀性研究

为解决常规渗氮技术渗氮速度慢渗层浅、截面硬度梯度大、脆性高和耐磨耐蚀性偏低的问题,在N80钢表面制备Cr-Ni-Ti-La激光熔覆-离子渗氮复合改性层.采用光学显微镜、X射线衍射仪、硬度计、摩擦磨损试验机及电化学工作站对激光熔覆-离子渗氮复合改性试样和未熔覆直接渗氮试样的组织和耐磨耐蚀性进行对比研究.结果表明:渗氮前后...     

渗氮零件除锡质量对后续表面处理影响的研究

镀锡是局部渗氮零件进行保护的一种常用方法,但渗氮后去除锡层所使用的方法对后续表面处理有很大的影响.该文通过对渗氮零件去除锡层方法的研究,来比较几种方法的优劣,以确定较合适的去除方法.     

钢的快速渗氮技术研究现状

综述各种钢快速渗氮技术的研究进展，分析了渗氯工艺参数优化、稀土催渗与表面处理三方面对渗氮层深度的影响及快渗的原理。     

新型Cr-Mo-V渗氮钢的力学性能及渗氮特性

开发一种新型含铌无铝渗氮钢,并对其力学性能和渗氮特性进行研究.结果表明,试验钢具有较高的强度、塑性及韧性;在相同渗氮条件下,试验钢渗层深度大,且硬度梯度缓和,具有优良的渗氮性能.     

等离子渗氮自动控制系统的通信可靠性

讨论了等离子渗氮控制系统的通信可靠性问题,提出了几种提高系统通信可靠性的方法改善物理信道的抗干扰性,差错编码技术以及通信软件的可靠性设计.     

高温渗氮工艺对无镍不锈钢模拟体液环境下耐蚀性的影响

文章采用高温渗氮工艺得到高氮无镍不锈钢,以提高医用不锈钢的安全性和耐蚀性。实验结果表明:渗氮层氮质量分数可达1.0%,与原材料相比氮质量分数增加了2倍;在0.9%NaCl生理盐水和模拟血浆溶液中具有优异的耐蚀性,在加热温度1 200℃、氮气压力0.3MPa、保温时间24h条件下得到的高氮奥氏体不锈钢在0.9%NaCl生理盐水中的点蚀电位约1 200mV,大大高于渗氮前(约320mV)的水平。