气体渗碳碳势控制机理及渗层碳浓度分布数学模型

从吸附角度分析了气体渗碳过程,高温奥氏体中铁对碳原子的吸附为物理吸附,碳化物形式元素产生化学吸附。根据所采用渗碳钢的化学成分及渗件表面含碳量,对炉气碳势进行定量控制。根据菲克定律,在恒定碳势、扩散系数Ｄ与碳浓度分布无关且为常数的条件下,给出了渗层碳浓度分布的数学模型。     

齿轮渗碳工艺的设计

本文首先介绍了渗碳齿轮热处理中存在的技术问题,而后针对这些技术问题讨论了齿轮渗碳工艺的设计原则。作者认为常用齿轮渗碳是一个混合控制过程。为了强化渗碳过程,渗碳初期要增大相界面渗碳反应速度;中、后期应提高碳在奥氏体中扩散通量。文中还介绍了如何根据表面硬度和其它性能要求,确定渗碳后表面碳含量 C_S;根据 C_S 和渗层厚度,考虑到非平衡渗碳和钢的化学成分选择气氛的控制参数;讨论了变碳势渗碳工艺参数的确定原则及其对渗碳结果的影响。提出了中温渗碳、炉内预冷和热油—空气分级淬火及控制渗层厚度和显微组织等措施以减少齿轮热处理变形。     

计算机辅助设计气体渗碳工艺

通过对气体渗碳工艺设计过程的分析，利用模拟效果较好的数学模型编制渗碳工艺设计程序。该程序可根据渗碳后工件渗层的有效硬化层深度、表面碳浓度或表面硬度等技术指标和最高温度、最高碳势等一些渗碳工艺的约束条件，通过工艺设计程序能自动优化设计出最佳的渗碳工艺。     

Fe-0.48%V及Fe-1.69%V合金碳化物析出型渗碳(CD)

研究了Fe048%V及Fe169%V合金的CD渗碳,用金相显微镜及扫描电子显微镜分析了渗层的组织形貌,对表层进行了X射线衍射分析,确定了以上两种合金在950℃渗碳的最佳碳势为140%C,此碳势是渗层不出现Fe3C组织的最高碳势,渗层组织为马氏体基体上分布弥散细小的等轴碳化物V4C3,平均尺寸为250nm·渗层最高硬度均超过了HM1000,Fe048%V合金的硬化层厚度为1600μm,Fe169%V合金的硬化层厚度为1000μm,两种合金都具有极高的耐磨性,Fe169%V合金的耐磨性超过了淬火加回火的...     

残余奥氏体的耐磨性

采用18Cr2Ni4WA钢，在气体渗碳炉中，碳势为1．0％，920℃的条件下进行5h渗碳，对试样重新加热淬火，并通过回火、冷处理等方法改变渗层中的奥氏体量。研究了渗碳层中奥氏体在边界润滑条件下的耐磨特性。     

煤油加水渗碳气氛的渗碳特性研究

研究了煤油加水气氛的渗碳特性，包括加水量与气氛成分、碳势及可控性、渗碳速度及传质系数的关系，并找到了该渗碳气氛最佳的煤油与水的配比范围。实验结果表明，该气氛具有渗速快、碳黑少、碳势可控和经济实用的特点。     

测氧传感器单参数精确控制碳势

针对气体渗碳零件质量不稳定问题，使用测氧传感器对渗碳过程进行碳势控制。结果表明：单参数控制碳势波动大的主要原因是炉气中的CO含量不恒定。根据渗碳设备、工艺等具体情况，可采用单一渗剂，配制混合渗制，稀释剂和富化剂按比例同步增减，以及用甲醇作稀释剂，醋酸乙脂作富化剂等4种处理。     

滴注式气体渗碳过程的计算机控制

在井式气体渗碳炉中,采用滴注法进行气体渗碳时,炉内气氛中的化学反应往往达不到平衡。在这种情况下,用建立在化学平衡基础上的间接法对炉内气氛的碳势进行测量和控制,不易得到理想的结果。本文提出采用热丝法直接对炉内气氛的碳势进行测量和控制,阐述在这种条件下在不同碳势的气氛中渗碳时,工件表面碳含量、渗碳层深与渗碳时间的关系和沿层深碳浓度分布的预计,以及渗碳过程的计算机控制。结果表明,控制精度碳势为±0.05％,表面碳浓度为±0.05％,层深为±0.1mm;沿层深各点碳浓度分布的预计值与实测值偏差±0.1％。     

渗碳层深度与强渗期和扩散期时间比的关系

本文通过金相分析和剥层化学分析，探讨了渗碳层深在１０～６０ｍｍ范围内强渗时间和扩散时间的合理分配，找出了适合每个渗层范围内的强渗与扩散时间之比，保证了渗层质量和零件的使用寿命     

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。     

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%.     

薄层软化工艺参数对表层Ar和K的影响

本文研究了簿层软化工艺参数与组织之间的关系,测定了该工艺各阶段的C势和N势。试验结果表明:其它条件相近情况下,增加渗C阶段强渗期煤油滴量,炉内C势增高,工件表层Ar和K量均增多,渗速加快,总渗层增厚;共渗介质供应量增大,表层Ar和K量稍增多;降温阶段时间延长,Ar减少而K量增多;相同工艺条件下,钢的化学成分不同,最终得到的Ar量也不同。     

不同形状钢件表面渗碳扩散过程数值模拟

根据渗碳过程扩散方程，结合必要的边界条件及初值条件，对不同形体的钢制零件在不同渗碳工艺参数下进行数值模拟，得到了碳的浓度分布曲线；比较各种工艺参数对碳浓度分布的影响，其中渗碳温度对碳浓度分布影响较大，不同外形钢件在相同渗碳工艺下碳浓度分布曲线有一定差别。由碳浓度分布曲线调整渗碳工艺参数，可以制定出最佳的渗碳工艺，为工艺设计提供指导。     

循环变温快速渗碳法

本文在传统的碳传质和扩散理论基础上提出了一种新的渗碳工艺方法—循环变温快速渗碳法,并从理论和实践上验证了该工艺的正确性和可靠性.在研究中作者还找出了渗碳过程中炉内某些影响渗碳速度因素随温度变化的规律,并绘成示意图,即T—CP,β,D关系图.     

渗碳硬化层性态的综合分析

通过对２０ＣｒＭｎＭｏ钢渗碳硬化层的组织结构，层内残余应力和硬度的分布以及渗碳硬化试棒的扭转性能进行系统的分析研究，经综合分析总结出２０ＣｒＭｎＭｏ钢的渗碳硬化层具有下列几个特点，即：（１）渗碳层中基本组织的主体是枣核马氏体，枣核马氏体基体由表及里一直可延伸到含碳量为０．５％的层深部位（即有效层深，ＨＶ５５０处）。（２）表面碳势为１．１％Ｃ的渗碳梗化层内，临近外表面部位的枣核马氏体中会出理显微裂纹     

多段法渗碳的数学模型及其物理意义

目前最佳渗碳工艺方法 ,是在整个渗碳过程中对碳势进行台阶式控制。这一过程可以看成是一个多段渗碳过程。本文建立了多段法渗碳的数学模型 ,并讨论其物理意义。运用线性偏微分方程的可迭加性质所求得的碳浓度分布函数能够描述多段法渗碳过程的物理本质。     

浅层渗碳工艺方法研究及应用

薄板零件的浅层渗碳工艺为冲压成形零件提供了可靠的表面强化手段 ,具有独特的优点 ,工件经渗碳后其表面强度和耐磨性大大提高 ,同时由于心部和表面层含碳量不同 ,硬化后的表面获得有利的残余压应力 ,从而可进一步提高渗碳零件的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度 介绍一种浅层渗碳的优化工艺 ,即采用低温、低碳势、渗碳后直接淬火的工艺 与传统的渗碳工艺相比 ,该工艺具有节能、省时 ,并且渗碳零件质量均匀、综合性能高的优点 ,充分发挥了低碳材料的潜力     

渗碳滴剂的热解特性及碳黑的形成过程

采用正交试验法，对滴注式气体渗碳（尤其是深层渗碳）过程中的６种常用滴剂进行了观察研究。结果表明，不同滴剂的热分解特性不同，碳黑的形成机制亦不同；正确地选择滴剂、滴量和工艺参数，能够有效地调节碳黑析出和控制渗碳质量。     

渗碳热处理和喷丸综合工艺对接触疲劳性能的影响

本文着重探讨不同的得到大量残余奥氏体(Ar)的渗碳热处理工艺对接触疲劳性能的影响.试验表明:在渗碳热处理过程中,高的碳势所导致的次表层强度的提高和有效渗层的增加,是接触疲劳强高提高的原因之一.采用强力喷丸可以有效地弥补高Ar量所造成的表面层强度和残余压应力下降的不利影响.