激光淬火基体对身管镀铬层界面裂纹形成的影响

身管镀铬层失效解剖分析表明：镀铬层界面裂纹的形成起源于铬层/基体界面自由边的断裂。在此基础上,采用激光离散淬火基体再镀铬的复合工艺,新工艺镀铬身管靶场实验结果表明：激光淬火基体可以提高界面自由边抗断裂的能力。通过对界面结构和铬层界面研究和激光淬火钢基体的特点分析,得出提高的结论是：提高了界面两侧材料的强度和改变了铬层界面的生长方式以及基体残余压应力缓解了界面剥落应力。     

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。     

碳氮共渗层残留奥氏体对疲劳裂纹扩展抗力的影响

采用表面裂纹法研究了残留奥氏体在碳氮共渗层中疲劳裂纹的扩展行为，证实残留奥氏体在疲劳裂纹扩展过程中会形成应变诱发马氏体，从而导致疲劳裂纹扩展速率明显降低．通过裂纹前端塑性区的能量估算，指出上述现象是由于应变诱发马氏体时吸收大量能量的结果．     

辉光渗钽层的制备与烧蚀性能

为了研究渗钽层对合金表面烧蚀性能的影响,利用双层辉光等离子渗金属的方法,在34CrNi3Mo钢表面制备了渗钽层,研究了渗钽层的表面形貌、相结构、元素分布、硬度以及渗层与基体结合力的变化情况,并对其烧蚀性能和耐蚀性能进行试验研究.结果表明:渗钽层主要由体心立方α相钽组成,沉积层深度约为10μm,扩散层深度约5μm;渗钽层表面硬度约500HV_(0.2),与基体的结合力约65N;在相同的工况下,渗钽层的耐烧蚀性能优于基体,并能够阻止C、N与基体形成脆化层;随着脉冲烧蚀次数增加,烧蚀面积增大,但烧蚀深度均较浅;在高功率脉冲烧蚀工况下,渗钽层可以减轻金属的熔融和气化,从而提高了基体的耐烧蚀性能.     

激光辐照镀铬钢合金化工艺与性能研究

用大功率CO_2 激光器对镀铬 30CrMnSi 钢表面连续搭接式辐照处理,达到了在高含铬量的合金层和镀层与基体界面间获得高含铬量熔渗层两种不同的冶金效果,并实现镀层与基体间冶金结合。对比研究辐照前后耐磨性、阳极极化特性以及盐雾条件下的腐蚀行为,结果表明:激光辐照后耐磨性提高近一倍;激光合金化层耐蚀性明显提高;而熔渗工艺条件的电化学特性与原镀层相当,但原镀层穴蚀和龟裂的倾向得到克服,结合强度得到提高。     

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     

磷化膜对60Si2Mn铁路弹条扣件氮碳共渗处理的影响

该文主要介绍的内容是首先在60Si2Mn铁路弹条扣件表面得到一层磷化膜（Zn系）,然后对试样进行氮碳共渗处理,氮碳共渗温度为500C,保温4 h,随炉冷却.提高了基体组织的硬度、耐磨性、耐蚀性,提高了疲劳强度.     

气体碳氮硼三元共渗渗层的组成及其强化机理的探讨

本文在大量试验结果的基础上,对气体碳、氮、硼三元共渗渗层的组织带构和强化机理提出了初步看法,认为碳、氮、硼三元素同时固溶于马氏体所致的固溶强化是造成三元共渗渗层强化的主要原因,此外尺度约0.1μ的大量析出物弥散分布在马氏体基体上也具有一定的强化效果。     

Q235钢快速碳氮共渗工艺

由于传统碳氮共渗剂存在污染环境的不足,采用气体碳氮共渗技术对Q235钢进行表面改性处理,探讨在850℃时不同的保温时间实现快速碳氮共渗处理的可行性。利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨损实验机等检测分析手段对渗层的显微组织、相组成、渗层厚度以及渗层的显微硬度和耐磨性能进行了研究。结果表明：随着碳氮共渗时间的增长,显微组织越来越致密;渗层厚度增加,850℃下保温7 h时渗层的厚度达到最大,约为1400μm,显微组织也最致密。碳氮共渗层的相组成主要由碳化物（Fe3C）、氮化物（Fe3N）组成。渗层的显微硬度随着碳氮共渗时间的增加而增加,其中保温7 h时HV0.2最大达到7.97 GPa,是Q235钢的7.5倍。该工艺下渗层的耐磨性能提高显著。     

航空刹车用C/C复合材料断口分析

利用SEM断口形貌分析了现役航空刹车用C/C复合材料的结构和界面结合状况,探讨了其断裂机理,分析了化学气相沉积炭的沉积机理.结果表明:C/C复合材料的断裂以"弱界面断裂"为主.裂纹优先在基体炭、炭布层间或长纤维束和短纤维间的弱界面等薄弱环节处产生.当裂纹尖端扩展到基体炭中的微裂纹处时,裂纹扩展转向;当裂纹扩展到纤维时,取道纤维与基体炭间弱界面层向前扩展,纤维经历与基体炭脱粘、弯曲、拔出、断裂等过程,导致整个材料断裂.航空刹车用C/C复合材料中的CVD炭以粗糙层状结构为主,CVD过程包括碳氢气体热解、成核、炭化、沉积生长等过程,其中,成核以物理成核为主.图2,表1,参16.     

不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度硬度的关系

通过对不锈钢21－4N在不同温度,不同保温时间下离子氮硕共渗处理,检测其渗层厚度,表面硬度,并根据相应的温度,时间,渗层厚度及表面硬度值描绘出关系曲线,从而阐述不锈钢离子氮碳共渗处理工艺与渗层厚度,硬度之间的关系。     

45钢表面液相等离子体碳氮共渗

研究45钢在乙醇胺电解液中实现以渗碳为主的碳氮共渗,获得以高碳马氏体和含氮马氏体为主的表面改性层,使其硬度达到480 HV,为基体的1.5倍,结果表明:45钢进行液相等离子体碳氮共渗依赖于原子(离子)的吸附和扩散效应.弧光放电的电离过程产生的大量活性碳、氮原子(离子)被吸附到工件表面,同时弧光放电等离子体对工件的不断轰...     

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。     

延长火炮身管寿命之分析

分析了影响炮膛烧蚀磨损的主要因素,指出合理选择火药种类、加入缓蚀剂、进行内膛表面处理以及采用复合材料身管都能有效提高身管的寿命。     

表面强化处理钢的疲劳断裂韧性

本文首次把疲劳断裂韧性概念引入到表面化学热处理强化钢中。试验结果表明:在较低过载应力下存在内部疲劳裂纹时,“鱼眼”半径可定义为临界裂纹半长;对每一处理状态,疲劳断裂韧性可视为一定值;除强度和塑性外,表面化学热处理钢中所特有的残余应力对疲劳断裂韧性也具有重要的影响;在碳氮共渗层中,当裂纹向着高碳含量方向扩展时,残余压应力对裂纹的扩展起着显著的抑制作用。     

控制双辉渗镀Ti(CN)膜保温时间的研究

运用双辉技术在20钢表面进行Ti、C、N三元共渗,研究如何控制通氮保温时间来获得不同组织结构的Ti(CN)渗镀层.结果表明:随通氮保温时间的增加,渗镀层表面的颜色由紫罗兰色逐渐变成金黄色,其厚度也迅速增加,可超过20μm;渗镀层内物相的构成也随之变化,保温0.5h渗镀层内无Ti(CN)形成,保温时间超过2h时,有Ti(CN)生成,且随保温时间的增长,其结构由TiC0.7N0.3变成TiC0.2N0.8;同时渗镀层与基体的结合力逐渐变大,最高可达70N左右.     

镀层材料热及力学特性对枪管寿命的影响

为研究枪管镀层材料性能对枪管寿命的影响,综合运用身管镀层剪切失效理论和疲劳损伤累积理论,提出了基于镀层界面剪切疲劳损伤的枪管寿命预测模型.以某小口径步枪为研究对象,基于有限差分法,对内膛涂镀铬、钽和氮化硅三种不同材料的枪管在10连发射击过程中的温度场分布、镀层内应力分布以及枪管寿命进行了数值计算,研究了镀层材料的热及力学特性对枪管寿命的影响.研究结果表明,镀层的热扩散系数、影响因子η及断裂长厚比是影响枪管寿命的几个关键性能,其中断裂长厚比对界面切应力和枪管寿命的影响最大,拥有较大断裂长厚比的镀层可以在射击过程中显著降低界面切应力,进而提高枪管寿命.      

新型高温润滑自修复缓蚀剂的设计及其缓蚀性能

针对现有缓蚀剂对身管武器内膛铬层裂纹修复中存在的问题,设计了一种复合型缓蚀剂MoS₂/(B-Si)+Mg(OH)₂(MBSM)。该缓蚀剂的高温润滑相MoS₂可阻止初级裂纹的产生,高温液相B-Si可对初级裂纹进行有效填充达到自修复效果。烧蚀实验结果表明：在MBSM缓蚀剂添加质量分数为0.5%时可以降低10%的烧失量,具有明显的缓蚀效果。MBSM缓蚀剂对微米级裂纹和孔洞的修复效果明显,有望用于身管武器烧蚀裂纹的修复。     

C/C基体上ZrB2/SiC复合涂层的抗烧蚀性增强方法

研究高压热流场景下，在碳/碳(C/C)基体表面Zr B2/Si C复合涂层的抗烧蚀性增强方法.在等离子体喷涂Zr B2/Si C复合涂层表面，采用CH3Si Cl3–H2–Ar系统，化学气相沉积(CVD)–Si C密封层.对Zr B2/Si C涂层与CVD–Si C密封层的结构演化、烧蚀性能与烧蚀机理进行了研究.结果表明：CVD–Si C密封层增强的Zr B2/Si C复合涂层经过两个600 s循环烧蚀后，仍然具备抗烧蚀性能，表面CVD–Si C由β相向α相转化.CVD–Si C密封层填充了等离子喷涂Zr B2/Si C复合涂层的空隙，限制了氧沿着涂层裂纹和孔洞向C/C基体扩散，进而提高了抗烧蚀性.     

25MnTiBR钢碳氮共渗的试验研究

本文介绍了采用三乙醇胺加酒精的混合液体进行的滴注式气体碳氮共渗的试验研究,并对碳氮共渗件和渗碳件的某些机械性能进行了比较.试验的初步结果表明,采用气体碳氮共渗的25MnTiBR钢代替18CrMnTi钢制造手扶拖拉机小模数齿轮是切实可行的.