在CJ—1型快速气体氮化炉中进行氮化渗层组织和性能的研究

本文系统地介绍了在CJ—1型快速气体氮化炉中进行氮化渗层组织和性能。     

氮化气氛对40Cr钢离子氮化层的影响

利用离子探针、X射线衍射谱、显微分析等手段,对40Cr钢在不同氮化氛下离子氮化后氮化层的组织及性能进行了研究.结果表明,在氨气加钛气氛下进行离子氮化,有利于γ′相的形成,氮化层硬度高,氮化层深,这是氮化气氛中活性钛作用的结果.     

氮化气氛对40Cr钢离子氮化层的影响

利用离子探针、X射线衍射谱、显微分析等手段,对40Ct钢在不同氮化氛下离子氮化后氮化层的组织及性能进行了研究．结果表明,在氨气加钛气氛下进行离子氮化．有利于γ’相的形成,氮化层硬度高,氮化层深,这是氮化气氛中活性钛作用的结果．     

氮化碳薄膜的应用研究

探讨了氮化碳(CNx)薄膜在空间领域中的应用．用电子束蒸发离子束辅助沉积的方法制备的氮化碳薄膜，对其结构和成分进行了分析，并用地面模拟设备进行了耐原子氧腐蚀和防冷焊试验，结果表明氮化碳薄膜具有较好的防冷焊性能，掺有Ti和Sn的碳氮膜具有很好的防原子氧性能．     

高性能Ti(C,N)基金属陶瓷的制备与组织研究

采用特殊工艺进行了金属陶瓷材料原料粉体的氮化处理,并对粉体的氮化效果进行了SEM、XRD和EDS能谱分析,检测氮化制备出的(Ti, W,Mo)(C,N)固溶体粉末的固溶效果.采用该氮化预固溶粉体,17%Ni粉,8%Mo粉的添加方式进行了金属陶瓷刀片的烧结,并对烧结后的刀片断口形貌、组成成分、相关物理和力学性能进行了分析.结果表明,采用此氮化工艺烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷材料,呈现出典型“芯—环”壳层结构,其“芯”部富含Ti元素,“环”部富Mo和W元素.该壳层结构显著提高了金属陶瓷材料的强韧性.因此,采用此氮化工艺烧结的Ti(C,N)基金属陶瓷料性能超过传统Ti(C,N)基金属陶瓷材料性能.     

工业纯钛TA2的激光气体氮化

利用5 kW的CO2快速横流激光器对工业纯钛进行了激光气体氮化.采用扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度计对氮化试样进行了微观组织、相组成和显微硬度的分析与测试.研究结果表明:TA2经激光气体氮化后在其表面得到了厚度为100μm、宏观质量良好的氮化层,氮化层与基体之间完全冶金结合.试样表层结构由氮化层、热影响区和基体三部分组成,氮化层是富钛结构,由TiN枝晶和α-′Ti构成,热影响区组织以针状马氏体为主.显微硬度最高可达HV 500,而基体仅为HV 210.     

氧氮化、软氮化、离子氮化的性能研究

本文从机理的角度讨论了三种氮化层的组织、成分与性能的关系。通过金相组织、显微硬度、x光衍射、扫描电镜、电子探针及磨损实验,说明氧氮化耐磨性最好,渗层最深且耐蚀性也最好;离子氮化韧性最好;三种氮化均无脆性相Fe_2N出现。试验结果说明与渗层深度、表面疏松状况及结构有密切的关系。     

等离子氮化处理改善铁的耐腐蚀性能研究

通过电化学测试方法对等离子氮化处理前后铁的耐腐蚀性进行研究.采用扫描电子显微镜(SEM)对极化试验后样品表面的腐蚀形貌进行观察.结果表明,等离子氮化处理后的样品的蚀孔数量少,其腐蚀程度明显优于未经处理的样品.应用X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)分析其腐蚀机理.结果证实,等离子氮化处理后铁的耐腐蚀性能得以改善,归因于材料表面形成的铁氮及铁氧结合层.     

活性屏离子氮化和脉冲离子氮化的对比试验研究

为解决航空发动机零件在渗氮生产过程中采用脉冲离子氮化工艺而产生的边缘效应等问题,该文在氨气气氛下对38CrMoAI钢进行活性屏离子氮化处理及脉冲离子氮化,并对渗层的组织结构,渗层厚度等进行了分析.试验结果表明相同的工艺参数下活性屏离子氮化处理工艺会以得到相似的渗氮效果,可以替代脉冲离子氮化工艺.     

钛对35CrMo钢离子氮化层的影响

利用在离子氮化炉阴极上挂海绵钛的方法研究了钛对离子氮化层时影响。结果表明：钛能提高氮化层硬度、增加氮化层深度，并对氮化层的相组成有影响。     

氮化层组织与干式滚动磨损性能的研究

本文利用X光衍射仪、金相显微镜和声发射等手段对38CrMoAlA,35CrMo,40Cr钢经纯氨离子氮化,纯氨加钛离子氮化以及气体氨化后的渗层组织,硬度及干式滚动磨损性能进行了观察和分析。结果表明:加钛离子氮化可以显著提高工件渗层的硬度;但由于脆性增加而不利于干式滚动磨损;离子氮化处理后抗干式滚动磨损性能最佳。     

En40B钢加纯稀土镧、铈、钕离子氮化

将纯稀土金属块镧、铈、钕分别放入离子氮化炉中作为溅射源,对氮化钢En40B钢进行离子氮化,发现纯稀土元素影响了炉内的辉光放电特性。用相关仪器和设备对氮化表层的化学元素分布,组织形貌和显微硬度进行了观察和测定,结果表明：纯稀土元素直接影响氮的扩散,导致各元素沿氮化导分布、氮化层组织结构和硬度分布的变化,从而影响了氮化效果,不同稀土元素影响效果有所不同。     

氮气压强对铁基激光氮化层组织与物相的影响研究

激光气体氮化(LGN)技术已发展日趋成熟,与传统氮化工艺相比拥有诸多优点.目前,大量研究均集中在对钛合金表面的激光氮化处理.为实现在铁基表面激光氮化处理,本文以工业纯铁(99.60%)为研究对象,采用4000 W型光纤激光器,外加自行设计的气体分压控制系统(国家专利201410065557.3),通过提高氮气压强,在较低功率密度和较高扫描速度条件实现铁基表面激光氮化处理.并利用XRD分析氮化层物相组成,利用SEM对激光氮化层组织进行分析.研究结果表明当N2压强大于或等于1.1 MPa时,可以在较低的功率密度下(1.78×104 W·cm-2)制得以ε-Fe3N和γ-Fe4N为主的铁氮化合物,并且随着N2压强的增大,生成的铁氮化合物的含量相对增多,激光氮化层厚度大约13 μm且分布较为均匀,未发现明显的裂纹与气孔等缺陷.     

光纤激光氮化处理对TC4合金组织和性能的影响

采用高功率光纤激光器在氮气气氛中对TC4钛合金表面进行氮化,制备出渗氮层,并研究了光纤激光功率对TC4钛合金氮化层表面形貌、组织结构以及显微硬度的影响.结果表明:氮化层表面呈现粗糙和光滑两种形貌,氮化层组织为枝晶状组织,热影响区组织为针状组织,当扫描速度为10 mm/s、氮气流量10 L/min、喷嘴距离为3 mm、离焦量为0 mm时,渗氮层的熔深、熔宽均随着激光功率增大而呈现出增大趋势.此外,在距离氮化层表面相同深度的显微硬度随着激光功率增大也呈现出增大趋势.     

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.     

加热温度对软氮化层组织结构的影响

本文对经过600℃×6小时软氮化的20钢及35钢试样再进行650°—900℃不同温度加热急冷处理,然后分别对各试样进行金相、电子金相等物理检验和各种力学性能试验。其结果表明,经过软氮化后的钢件再在650℃加热30分钟时,铁的氮化物(ε·Υ′)开始分解,在750℃加热15分钟氮化物分解完毕,同时N原子向深层扩散,淬火后可获得一定厚度C—N马氏体层,进而提高了各项力学性能指标。检验发现再加热时ε相先在其和α及Υ相相界面上分解,然后在ε相相同界面分解,析出的氮原子向深层扩散。试验确定了软氮化后再加热时渗层组织变化和温度及加热时间的关系。     

W6Mo5Cr4V2高速钢软氮化渗层脆性改进的研究

通过观察和分析M2高速钢在软氮化处理后渗层的组织形貌和相结构,结果表明渗层组织中合金氮碳化合物以山脉状沿晶界析出分布是高速钢氮化产生脆性的重要原因,分析了该脉状组织的形成原因和脆化机理.通过适当改变软氮化工艺参数,控制其合金氮碳化物在渗层中呈弥散颗粒状分布,可大幅改善高速钢的氮化脆性,使渗层在渗层深度、显微硬度、渗层组织形态等方面均达到工艺要求,且具有良好的显微硬度分布梯度,在生产实际应用中获得良好的效果.     

42CrMo钢高压油马达转子离子软氮化的研究

本文针对武汉船用机械厂高压油马达转子软氮化问题,在对比了不同软氮化介质和方法的基础上,重点研究了 Co_2+NH_3离子软氮化气氛比例、炉内压力、渗氮温度对42CrMo 钢渗层形成速度、化合物层相组成、耐磨损性的影响,认为此法优于一般气体软氮化和其它离子软氮化法。     

激光表面氮化复合工艺和机理

论述了激光表面热处理和激光表面氮化的计算、原理、方法、主要影响因素等．着重讨论了激光氮化复合工艺的机理、参数和优点．在理论上建立了激光表面热处理和激光表面氮化的数学表达式．利用激光表面氮化复合工艺对３８ＣｒＭｏＡｌ钢试样进行实验．结果表明氮化层深度加深了．     

外加热式离子氮化高速钢的研究

利用外加热式离子氮化方式对高速钢材料进行氮化，并对其渗氮层的物理、化学性能进行分析。结果表明，温度升高，渗氮速度加快；时间延长，表面硬度提高，冲击韧性明显降低。