TA2钛合金真空渗碳层组织及性能研究

采用自制间歇式真空渗碳装置,在不同压力下对TA2钛合金进行CH_4和C_2H_2混合渗碳处理。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、自动维氏硬度测试和万能摩擦磨损试验等检测手段,对比分析了不同气压下TA2钛合金的渗层组织、硬度和耐磨性。结果表明:渗层主要由TiC0.93相组成,表层组织细化;硬度比原样提高了2.78倍,有效硬化层深度超过120μm,硬度梯度平缓;平均摩擦系数大幅度降低,磨损速率达到5.7×10~(-7)cm~3/(min·N),仅为原样的1/55;经渗碳处理后的TA2钛合金综合性能显著提高。     

中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦学行为

采用粉末冶金技术分别制备了不同含量的中间相炭微球和鳞片石墨铜基粉末冶金摩擦材料,并研究其力学性能和摩擦磨损性能,借助扫描电子显微镜和能谱仪分析材料磨损表面、亚表面以及微区成分。研究结果表明,随着中间相炭微球质量百分比从1 wt%增加到5 wt%,铜基粉末冶金摩擦材料的布氏硬度和压缩强度分别下降了23. 7%和19. 8%;制动速度为4 000 r/min时材料的摩擦系数分别是0. 26和0. 29,磨损率分别是5. 8×10~(-8)cm~3/(N·m)和3. 0×10~(-8)cm~3/(N·m),表明中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦系数稳定,润滑效果好;中间相炭微球—铜基粉末冶金摩擦材料的主要磨损机理为磨粒磨损、疲劳磨损以及粘着磨损共同作用。     

38CrMoAl钢460℃氨气氮碳共渗后氧化改性层制备及表征

对38CrMoAl钢进行460℃氮碳共渗(0.1 L/min氨气+0.025 L/min乙醇)后氧化(0.015 L/min氨气+0.15L/min空气)改性层的制备及表征。4,8,12 h后的共渗层增重分别是0.88,0.97,1.29 mg/cm~2;与未表面处理试样相比增重明显。4,8,12 h共渗层的表面硬度分别为1362,1283,1289 HV_(0.05),共渗层截面的硬度从表面缓慢下降到基体(≈381.3 HV_(0.05))。4,8,12 h后改性层的厚度分别为140.1,150.2,200.4μm。氮碳共渗后氧化层包括Fe_3O_4和ε-Fe_(2-3)N,Fe_3O_4为主要相,ε-Fe_(2-3)N为次要相。38CrMoAl钢460℃氨气氮碳共渗后氧化8 h后,表面层中Fe_3O_4的比例相对较大,耐蚀性提高。     

正交试验法优化TA2间歇式真空渗碳工艺研究

为优化TA2钛合金间隙式真空渗碳工艺,采用L_9(3~3)正交设计方案研究温度、压强、甲烷乙炔气氛配比对TA2钛合金渗碳层硬度、厚度及耐磨性的影响。结果表明:温度对TA2钛合金渗碳层影响最大。正交试验最佳的工艺参数为温度940℃,压强-70 k Pa,甲烷和乙炔的配比为7∶1,此时钛合金的硬度最佳可达到972.8 HV,渗层厚度可达136μm。各因素的影响程度是:温度甲烷乙炔气氛配比压强。     

真空渗碳的研究

本文讨论了脉冲式真空渗碳的工艺过程及其主要特点。 采用内热式冷壁真空炉研究了真空渗碳的各个工艺参数──渗碳时间、渗碳温度、渗碳期炉内压力、扩渗比（扩散期时间与渗碳期时间之比）等──对渗碳效果的影响，并根据试验结果提出一些初步看法。 真空渗碳的速度比普通气体渗碳快４倍，渗碳层的表面含碳量可以通过改变扩渗比得到调整。真空渗碳的质量明显地优于普通气体渗碳。 一般渗碳工艺（指气体渗碳等）的缺点是生产周期过长，渗碳质量不够理想（如经常有异常组织，表面碳浓度控制也不够准确等）。用冷壁内热式真空炉进行真空渗碳，允许采用较高的渗碳温度，使渗碳速度大大加快。在质量上，真空渗碳完全避免了各种异常组织，使渗碳零件的性能有了明显的提高。 本文在进行了一些试验的基础上对真空渗碳的特点、工艺过程、各工艺参数的影响等问题做了初步的探讨。     

12Cr2Ni4A钢高温真空低压脉冲渗碳工艺

与传统气氛渗碳相比，高温真空渗碳在提高渗碳效率、产品质量和节约能源方面均表现出明显优势.本文分析了12Cr2Ni4A钢的奥氏体晶粒长大行为、扩散系数及奥氏体饱和碳质量分数等关键参数的影响，结合真空低压脉冲渗碳工艺原理，对高温真空低压脉冲渗碳工艺进行实验验证.结果表明:实验钢在930，950，980℃渗碳温度下，渗碳层的硬度梯度曲线和碳质量分数梯度曲线的实测值与预期值吻合较好.此外，随着渗碳温度的升高，碳的扩散系数和奥氏体饱和碳质量分数增加，高温真空渗碳可显著提高渗碳速率，温度每提高10℃约使渗碳效率提高14%~17%.     

完全滑移区690TT合金管微动磨损特性研究

针对蒸汽发生器中传热管与防振条的微动磨损行为，采用自主设计的微动磨损实验装置开展了690TT合金管与304不锈钢板的切向微动磨损实验，研究了循环周次对磨损量和磨损机制的影响．结果表明：由于初始氧化膜的存在，摩擦系数经历了跑合、上升、下降和稳定阶段，稳定摩擦系数约为0.78.Ft-D曲线形状随着循环周次增加由扁平状逐渐加宽趋近于菱形，稳定后保持为平行四边形，随着循环周次继续增加，由于磨痕边缘处磨屑堆积增多，致使最大位移处存在局部较高的Ft值，但微动运行始终处于完全滑移区．磨损量与循环周次表现出明显的正相关，随着循环周次增加磨损体积首先保持平稳增长，N=8×10~4之后增长明显，8×10~4至1×10~5周次循环磨损体积增大了将近1倍．N=2×10~4时主要磨损机制为磨料磨损和剥层，N=4×10~4至N=8×10~4磨料磨损迹象减弱，磨损机制主要为剥层，N=1×10~5时磨损机制为磨料磨损和剥层的混合且犁沟尺寸较大．磨痕亚表层显微硬度随循环周次增加而增大，N=1×105对应的磨痕亚表层硬度约为基体的1.5倍，加工硬化显著．经过1×10~5周次循环在磨痕亚表面形成了约6μm厚的摩擦磨损结构转...     

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.     

快速渗碳工艺的研究

以电阻对焊机和高频感应电炉为快速加热热源,研究试样在表面熔化与未熔化状态下的石墨快速加热渗碳及稀土元素对其催渗的作用,通过对金阻组织.显微硬度及渗层深度的对比分析可知,石墨快速加热渗碳能在较短的时间内,获得较深的渗碳层深度,具有一定的使用价值.     

HVOF制备的Ni60/WC-10Co4Cr涂层组织和滑动磨损性能研究

为了降低超音速火焰(HVOF)喷涂金属陶瓷涂层的材料和加工成本,使其在更大范围内替代会给环境带来严重污染的电镀硬铬(EHC)涂层,本文将不同比例的Ni60与WC-10Co4Cr相混合,并采用HVOF喷涂工艺分别制备了5种金属陶瓷复合涂层.研究了这些涂层的显微组织、基本性能和滑动磨损性能,并将其与EHC涂层进行对比.结果表明:所有HVOF喷涂工艺制备的Ni60/WC-10Co4Cr涂层都很致密(孔隙率小于1%),随着WC-10Co4Cr比例的增加,Ni60/WC-10Co4Cr涂层的硬度从688.3 HV0.3增加到1 203.4HV0.3,磨损率由2.75×10~(-5) mm~3/N·m降低到7.29×10~(-7) mm~3/N·m.并且,所有HVOF喷涂工艺制备的涂层和与其配对的摩擦副的磨损率以及磨擦系数均低于EHC涂层,表现出良好的抗滑动磨损性能.