常压介质阻挡放电非平衡等离子体渗氮工艺的优化

利用介质阻挡放电，在常压下进行非平衡等离子体渗氮，通过正交试验研究渗氮工艺参数的作用，分析渗氮膜层的相结构及其显微组织，确定常压下较为理想的渗氮工艺参数，试验结果表明，新工艺能在较短时间内获得较高的表面硬度与理想的扩散层；整个工艺过程操作简便，省去了真空放电下必需的真空设备，是一种极其发展前景的新型渗氮工艺。     

低压脉冲渗氮的试验研究

综合考虑热力学和动力学因素，就炉压对渗氮速度的影响进行了理论分析计算和试验研究。在此基础上开发的低压脉冲渗氮工艺能显著改善工业零件上的盲孔、狭缝或深槽等的内表面、散装件和重叠表面的渗氮均匀性，并在生产实践中获得较满意的结果。     

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。     

低合金钢渗镀复合处理层的摩擦学性能

为了进一步提高低合金钢表面硬度、改善其耐磨性能，利用等离子体渗氮和物理气象沉积TiN硬质膜技术在SCM415低合金钢表面形成渗镀复合处理强化层．表面Hv可达到2000，并且有良好的硬度梯度．利用金相、X射线衍射以及原子力显微镜研究复合处理层的微观组织和相结构，结果表明：TiN硬质膜与离子渗氮形成的化合物之间有非常好的界面结合，在干摩擦条件下磨损性能较低合金钢渗碳淬火、离子渗氮样品有显著改善     

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.     

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。     

1473K，0.1MPa氮气氛中Fe-Cr-Mn系不锈钢的固态渗氮

对0．1MPa氮气氛中Fe-Cr-Mn系不锈钢的固态渗氮进行了实验研究。结果表明，渗氮过程钢中氮的平均质量分数与渗氮时间的平方根成正比，渗氮反应平衡时间受钢的化学成分影响；渗氮反应达到平衡后，钢中氮的平均质量分数与其成分的关系可用线性关系近似表示为：w[N]eq=0.066w[Cr] 0.029w[Mn]-0.608；向0.1MPa氮气氛中添加0．5％的氢气可以显著提高渗氮速率。在本实验条件下，Cr，Mn质量分数之和大于20％的Fe-Cr-Mn系不锈钢在1473K，0．1MPa氮气氛中渗氮12．5h后，可以得到含氮量大于0．5％的高氮奥氏体不锈钢。     

氮在奥氏体不锈钢中的作用

论述了在奥氏体不锈钢中适量加氮可以提高奥氏体组织稳定性、力学性能和部分抗腐蚀能力；表面渗氮技术，如等离子体源渗氮，使得奥氏体不锈钢的力学性能，抗腐蚀性能更加优异，同时指出有关氮化物析出的原因、条件以及对力学性能、抗腐蚀性能的一些负面影响，研究结果表明，由于氮价格十分低廉，可以部分甚至全部取代镍以及合金化展出现的优良性能，氮已经成为奥氏体不锈钢重要的合金化元素，氮合金化的研究日益受到各方面的关注。     

真空脉冲渗氮油管的性能研究

针对采油过程中油管普遍存在的腐蚀、偏磨问题, 利用真空脉冲渗氮技术,对J55油管钢进行了渗氮处理.室内试验和现场应用表明,渗氮后的油管表面硬度、耐磨性能、耐腐蚀性能及上、卸扣性能均有显著提高,真空脉冲渗氮技术能较好地解决油井介质腐蚀油管问题,是一种可以推广的节能、环保型热处理新技术.     

38 CrMoAl钢真空电磁感应快速渗氮动力学研究

为提高渗氮速率,明确氮化动力学机制,采用真空电磁感应渗氮技术研究38 CrMoAl钢在NH_3介质下的渗氮动力学过程。以显微硬度值550 HV_(0.025)对应的深度作为渗氮层评价指标,通过一种新的气固反应动力学模型对38 CrMoAl钢在温度为530～590℃范围内氮渗氮动力学行为进行研究。结果表明:38 CrMoAl钢在530～590℃范围内的真空电磁感应渗氮过程主要是受内扩散所控制,表观活化能E为76.736 kJ/mol。通过模型预测了各因素(活性氮浓度、温度、目标渗氮厚度等)对其渗氮反应分数ξ、特征时间t_c和转化速率dξ/dt的影响规律,发现增加活性氮浓度和反应温度均能提高渗氮转化过程中的反应分数和反应速率,其中温度的影响比浓度大;随着目标渗氮厚度的增加,反应所需的特征时间迅速增加;转化速率在不同条件下均随时间的增加而急剧降低。