薄层软化与渗碳、碳氮共渗接触疲劳性能的研究

本文研究了25MnTiBRe和18CrMnTi钢在0.6mm、1.0mm、1.3mm三种不同层深条件下,渗C、一般C—N共渗和薄层软化工艺及其对接触疲劳性能的影响。试验表明:同种材料制造承受较大负荷的齿轮或其它机件,无论在上述哪种渗层下,经三种不同工艺处理后,薄层软化工艺的接触疲劳强度最高,一般C—N共渗次之,渗C最差;在我们的试验范围内,无论哪种材料,哪种工艺,其接触疲劳强度都随渗层深度增加而提高;工艺和渗层相同情况下,25MaTiBRe比18CrMnTi钢的接触疲劳强度高。     

热处理和表面强化产生的残余应力及其对机械性能的影响

通过热处理及表面机械强化处理在表层获得残余压应力,可提高疲劳及多冲性能。本文给出了下列结果: 1.选择低淬透性的中碳钢整体加热后剧烈冷却,可在表层获得很高的残余压应力,此种薄壳淬火的另件能显著提高疲劳强度,表面最大压应力的含碳量约在0.5到0.6%C左右。 2.渗碳的另件在表层马氏体点以上等温淬火,使心部先变成马氏体,在随后冷却过程中,表层发生马氏体转变,可保存很大的残余压应力,淬火的缺口多冲弯曲破断次数比普通淬火者要高2—4倍。 3.碳氮共渗后,若在表层的一定深度内出现黑色组织,则此层为残余张应力,使多冲性能大幅度下降。 4.滚压及喷丸强化是提高表层残余压应力的有效手段,可以提高多冲接触疲劳及弯曲疲劳寿命。     

薄层软化工艺参数对接触疲劳性能的影响

本文介绍改变原簿层软化工艺[1]的工艺参数对18CrMnTi和22CrMnMo钢接触疲劳性能的影响。试验结果证明:在原簿层软化工艺的基础上,保证残留奥氏体A′为5—6级,渗层深度为1.2～1.3mm,而适当延长扩散时间,减少强渗期及扩散期的煤油滴量及适当提高碳氮共渗温度,可使接触疲劳性能大幅度提高;增加强渗期及扩散期的煤油滴量,扩散期后先降温到800℃,再回升至840℃进行碳氮共渗,会使接触疲劳性能稍有降低。     

从冲击接触疲劳角度论钢的渗碳及热处理工艺

本文对渗碳钢的表层状态与多冲接触疲劳性能之间的关系进行了试验研究,指出:渗碳件的最佳多冲接触疲劳抗力所对应的渗层深度,淬火加热温度,加热时间和回火后表面硬度等是随着材料成分,另件尺寸和冲击能量大小而改变的; 渗层的碳浓度应从马氏体的含碳量,碳化物大小,数量,渗碳层淬透性及淬硬性诸方面综合考虑来确定。文中还指出:带有冲击性质的接触应力作用下的渗碳件,应该采用多冲接触疲劳试验方法来评定材料和热处理工艺。表面滚压强化是进一步提高渗碳件多冲接触疲劳寿命的有效途径。     

碳氮共渗层中残余奥氏体对疲劳性能的影响

通过对碳氮共渗层中不同残余奥氏体含量的试样进行了接触疲劳和弯曲疲劳试验，证明共渗层中残余奥氏作为4～6级时，疲劳寿命最高。本文还对残余奥氏体在疲劳过程中的行为进行了分析。     

碳氮共渗层残余奥氏体与接触疲劳

本文用滚子试样研究了碳氮共渗层不同级别残余奥氏体与接触疲劳寿命的关系。试验结果表明,在20CrMnTi碳氮共渗层中5～5.5级残余奥氏体接触疲劳寿命最高。材料的洁净度对接触疲劳性能有较大的影响。文中对接触疲劳破坏的断口形貌、裂纹萌生部位及残余奥氏体的作用等进行了必要的讨论。     

渗碳、碳氮共渗以及渗碳—碳氮共渗二段法处理的齿轮材料接触疲劳极限的快速测定

本文系应用locati方法对渗碳、碳氮共渗以及渗碳——碳氮共渗二段法处理的齿轮材料接触疲劳极限快速测定的试验总结。此方法只用一对试件,采用台阶加荷方式,仅花两、三个小时的时间,一次测出疲劳极限,与常规方法相比,效率可提高数十倍。对不同渗层深度的渗碳和碳氮共渗八对试件以及渗层深度为1mm的渗碳——碳氮共渗二段法处理的四对试件进行试验的结果表明:所测出的接触疲劳极限值与常规方法的结果相当接近,相对误差均小于4～5％,并且,用此方法对渗碳——碳氮共渗二段工艺进行研究所得的一些结果和规律与常规方法以及国内外的近期研究结果是基本一致的。     

碳钢离子軟氮化及再加热淬火强化

离子软氮化是在Fe-C-N三元系共析温度附近进行的碳氮共渗过程,能获得较高C-N浓度的化合物层,大幅度提高钢铁零件的疲劳强度、耐磨性及抗咬合能力,而且处理时间短,变形小,适用钢种范围广。但硬度较低,硬化层深度较浅,对重负荷零件不适宜。为了充分发挥离子软氮化的优点,克服其不足,我们结合“桥式吊车减速器齿轮表面强化”的研究,将软氮化后的钢件进行再加热淬火,使化合物层及扩散层奥氏体化,急速冷却,生成高氮—碳浓度的微细马氏体,再经冷处理消除残余奥氏体,使强化效果大幅度提高,有效硬化层深度(H_v500为止)可达0.5～1.0mm,与只软氮化相比,弯曲疲劳强度再盐炉淬火后可增加30％,再高频淬火后增加52％,抗拉强度再盐炉淬火增加12％,再高频淬火增     

稀土合金化氮碳共渗工艺的研究

在合金化渗氮的基础上，提出稀土合金化氮碳共渗新工艺，该工艺使氮碳共渗技术得到新的提高。40Cr结构钢（调质）：稀土合金化氮碳共渗4h后，表面硬度HV5Kg700，渗层深度0.297mm。     

20Cr2Ni4A钢强韧化研究

本文对２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢经渗碳及碳氮共渗后采用不同热处理，测出渗层中的残余 奥氏体量，然后重点讨论残余奥氏体量对各种机械性能的影响，最后从试验结果中选 定碳氮共渗后１０５０℃淬火２００℃回火为最佳热处理工艺。渗层中含有４５．４％残余奥 氏体时，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢的强韧性最好，接触疲劳使用寿命最长。     

轴承钢低温离子渗硫层的微观组织分析

对经过表面碳氮共渗和低温离子渗硫处理的轴承钢显微组织进行了观察和分析,并将其与单一碳氮共渗试样、原始淬火态试样的微观组织进行对比。该研究以较低温度对轴承钢进行离子渗硫处理,可以避免轴承钢回火软化,且固体硫粉作为硫源有效降低了对环境的污染,在渗硫工艺方面进行了有益的探索。试验结果表明：碳氮共渗和低温渗硫处理后GCr15轴承钢表面形成了复合渗硫层,其微观形貌呈现凹凸不平的颗粒状,经过处理后表面洛氏硬度略有下降;能谱仪测试结果表明渗硫层的成分主要由Fe、S、O等元素组成。     

滴注式气体碳氮共渗过程的数学模型

介绍了以甲醇、煤油和氨作为渗剂，在实际生产条件下进行滴注式气体碳氮共渗工艺试验，将试验结果用数理统计的理论与方法建立了氧电势－碳势的数学模型，该数学模型用于齿轮碳氮共渗取得了令人满意的效果，根据渗层碳分布数学模型，对碳氮共渗过程的渗层深度和碳分布进行了计算机求解，计算值与实测值符合得较好。     

高浓度碳氮共渗提高GCr15钢制喷油咀寿命的研究

本文研究了两种不同的高浓度碳氮共渗工艺,提高195型柴油机上GCr15钢制喷油咀的寿命.试验表明:与郑州油泵油咀厂现行热处理工艺——淬火+冷处理+低温回火+时效相比,两种碳氮共渗工艺处理的油咀的抗回火稳定性和耐磨性都大大提高;尤其是文中提出的第二种工艺,显微组织为一定数量颗粒状碳化物分布在较稳定的基体上,耐磨性和抗回火性能更好;采用碳氮共渗-直接淬火-240℃～260℃回火,可取消冷处理.     

渗碳层组织与接触疲劳性能的研究

根据光学显微镜、透射电镜观察和渗层萃取物X射线衍射谱以及硬度梯度分布,研究了 20CrMnTi 钢气体渗碳、气体碳氮共渗和离子渗碳后渗层的组织和接触疲劳寿命。结果表明;离子渗碳后具有相当数量的板条马氏体、弥散均匀分布的碳化物;铬锰元素固溶在固溶体中的量较多,无黑色组织并且具有陡的硬度梯度,从而导致接触疲劳寿命的明显提高。文章提出了铬锰元素向碳化物富集是产生黑色组织的重要因素的新观点。     

热处理工艺对模具钢H13的组织和性能影响

本文对H13钢分别采用淬火加回火后再渗氮和氮、碳、氧、硫、硼多元共渗工艺来进行对比分析。结果表明，由于多元共渗后渗层存在多种化合物，从而使H13钢的硬度和耐磨性等得到明显改善，上述指标均比单一渗氮层高得多。     

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.     

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     

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。     

汽车变速齿轮碳氮共渗时异常组织的分析

20CrMnTi钢制汽车变速齿轮碳氮共渗时表层出现黑色组织,严重时使齿轮表面硬度、接触疲劳和弯曲疲劳强度大幅下降,造成齿轮早期失效,严重降低工作寿命．为此,对该黑色组织产生的原因进行了分析,并提出改进与防止措施．对齿轮的生产起到指导意义．     

硼锆共渗层在磨粒和冲击疲劳磨损时的磨损行为(英文)

本文研究了5CrMnMo钢的硼锆共渗层与渗硼层在磨粒和冲击疲劳磨损试验时的磨损行为。结果表明,在磨粒和冲击疲劳磨损条件下,共渗层的耐磨性比渗硼层的优越,其因在于共渗层脆性比渗硼层的低。共渗与渗硼后经等温淬火的试样比不经等温淬火的试样,其冲击疲劳下的耐磨性得到明显地改善,可认为是残余应力降低与过渡区强化的结果。本试验中的磨损机制,磨粒磨损是塑性变形与犁削机制,冲击疲劳磨损则是冲击疲劳、滑动与磨粒磨损的复合机制。