碳钢模具镍-硼共渗层组织结构研究

本文运用金相、扫描电镜波谱仪以及X射线衍射技术和残余应力测试研究分析了碳钢的镍-硼共渗层组织结构、形成机理及性能特点。结果表明:碳钢镍-硼共渗层主要存在(Fe、Ni)B、(Fe、Ni)_2B等齿针状化合物和存在于这些硼化物齿间的γ-(Fe、Ni)固溶体。指出镍的硼化物和齿间固溶体有利于克服单渗硼存在的不足,镍-硼共渗是一种较理想的表面处理技术。     

钢的渗硼层相结构及形成机理

本文采用X射线衍射方法得到渗硼层是由FeB,Fe_2B,M_3(C.B)所组成,FeB,Fe_2B呈针舌状;电子显微镜观察到M_3(C.B)是一些很小的颗粒散布在FeB和Fe_2B之中。 在X射线衍射和电镜观察基础上,提出了渗硼层形成机制。     

2Cr13钢渗硼层的组织结构与耐磨性

本文研究了2Cr13不锈钢渗硼层的组织和耐磨性。研究发现,渗硼层由硼化物层和过渡区构成,而硼化物层又由极薄的(Fe,Cr)B层和相当厚的(Fe,Cr)_2B层组成,在硼化物上分布有少量的(Fe,Cr)_3(C,B)。过渡区是在细小弥散的两相基体上分布着块状和网状碳化物。渗硼试样的耐磨性比常规处理试样高出4—5倍。     

激光处理后的渗硼层组织

本文采用光学金相,透射电镜,扫描电镜,电子探针,能谱仪和X射线衍射等多种测试手段,结合Fe-B-C三元系相图,对激光处理后的渗硼层组织,从相的组成,相的形貌,显微硬度以及冲击断口诸方面作了综合分析,得到以下结论: 1、激光处理能使渗硼层产生很大变化,不但破坏了原取向排列,而且细化了原硼化物组织。 2、激光处理后渗硼层的典型组织,从表到里依次是Fe_2B或FeB Fe_2相,a—Fo Fe_2B Fe_3(C、B)共晶组织和先共晶相珠光体。 3、典型组织的形貌是:硼化物为树枝状和块状;共晶相呈椭圆状,内部为片层相间的精细结构;先共晶珠光体构成树枝晶。     

固体渗硼及过渡层碳含量控制途径的初步探讨

为了解决钢渗硼时出现富碳过渡层这一问题,本文在分析对比几种渗硼方法的基础上,提出应用硼砂、硅和碳酸钠为渗硼剂,使钢件在渗硼过程中适当脱碳,以控制硼化物层内侧碳元素含量的无毒固体渗硼的方法。文中对渗硼剂的选择,渗硼机理,渗硼组织特征,影响渗硼质量因素等作了初步的探讨。本文通过热力学分析指出,这一渗硼方法是可行的。试验表明,45钢经950℃渗硼后可以获得预期的过渡层组织,过渡层不增碳。这一渗硼方法,由于渗硼剂具有对基体材料脱碳——渗硼的特性,可以控制碳钢硼化物层内侧组织,对高碳钢或某些高合金钢渗硼也能获得梳齿状硼化物层,对提高工业纯铁软磁性元件的表面耐磨性能也取得良好的使用效果,而且成本低,不污染环境,因此,可以预期它对发展渗硼工艺的应用,将会有积极的作用。     

纯钛TA1和钛合金TC4表面固体渗硼

采用固体粉末法分别对基体组织为α-Ti的TA1和基体组织为(α+β)-Ti的TC4钛合金表面进行了渗硼,在偏光显微镜和扫描电镜(SEM)下观察了渗层的形貌,用X射线衍射(XRD)分析了渗层的物相组成.实验结果表明,渗硼温度在850~1000℃范围内,TA1表面渗层为平行于基体表面的多层结构,为Ti3O相和TiB相;当渗硼温度高于920℃时TiB为主要组成并出现了TiB2相,且硼钛化合物的含量随温度升高而增加.当渗硼温度低于1000℃时,TC4表面渗层为Ti3O相和TiB相,在渗硼温度高于1000℃时,渗层为TiB2+TiB晶须结构.渗硼温度高于1000℃是TA1和TC4表面形成硼钛化合物的充分条件.     

模具钢的渗硼工艺和组织与多冲压缩性能

本文从多冲压缩抗力角度讨论了模具钢渗硼工艺和金相组织。结果指出:模具钢渗硼层在多次冲击压缩载荷下发生一定的塑性变形。渗硼组织中单相硼化物Fe_2B具有较好的塑性和较高的多冲抗力,提出获得渗硼层中单相硼化物Fe_2B的热处理工艺。     

气体碳氮硼三元共渗强化机理的探讨

本文对经750℃～850℃温度范围内碳氮硼三元共渗后的20钢试样进行了渗层相结构与性能分析。力学性能试验证明三元共渗的渗层具有比渗碳和碳氮共渗更优越的硬度和耐磨性。三元共渗渗层强化机理主要是马氏体固溶强化和高弥散度的第二相强化。x射线和电镜分析证明高弥散的第二相粒子中除有ε相(Fe_2N—Fe_3N)外,还有Fe_2B相。     

渗硼对球墨铸铁组织和耐磨性能的影响

为了提高球墨铸铁件的使用性能和使用寿命,对球墨铸铁进行了固体渗硼处理实验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了渗硼层的厚度和渗硼层的组织,并测定了渗硼层的显微硬度,研究了渗硼对球墨铸铁耐磨性的影响。结果表明：球墨铸铁经渗硼处理后,其渗硼层由Fe2B单相组成,渗硼层呈齿状嵌入基体中。渗硼层的厚度随时间延长而增加。球墨铸铁经渗硼处理可获得较高的表面硬度,可达6.49 GPa。渗硼处理能明显改善球墨铸铁的耐磨性,是球墨铸铁的相对耐磨性的2.45倍。     

渗硼对钢材机械性能的影响

本文研究了固体渗硼对钢材(20CrMo,45,T8及 GCr15)机械性能的影响。渗硼后得到Fe_2B或 FeB Fe_2B渗硼层。本研究进行了渗硼试样的拉伸、多次冲击以及旋转弯曲疲劳试验,并与未渗硼试样进行比较。其结果为:(1)对于低碳合金钢(20CrNiMo、20CrMo),渗碳对拉伸强度及多次冲击抗力的影响很小,韧性有所下降;渗硼后进行淬火及低温回火处理,使强度及韧性均下降。(2)对中碳结构钢(45),渗硼对拉伸强度及多冲抗力影响也很小,韧性也有所下降。渗硼后经淬火高温回火,刚拉伸强度有所增加,塑性稍有下降。若渗硼后再经淬火及低温回火,拉伸强度及塑性均有显著降低。45钢渗硼后,疲劳强度提高,单相时提高更多。(3)对于高碳工具钢T8及滚动轴承钢GCr15,渗硼后拉伸强度及塑性均下降,后者下降幅度更大;多冲抗力也有所下降。     

T10钢冷冲模的渗硼及渗后热处理对使用性能的影响

本文根据渗硼层的易开裂、剥落倾向分析和安排渗硼及热处理工艺，研究T10钢渗硼的不同预处理及最终热处理的组织和性能。结果表明，渗硼后空冷（或油冷），经正火么快速球化退火的试样在最终热处理后因具有较高冲击韧性和断裂韧性而使基体有良好的抗疲劳失效能力，该基体与耐磨的渗硼层配合，模具寿命提高四到五倍。     

工业纯铁膏剂法稀土硼铝共渗

采用膏剂法对工业纯铁进行了稀土硼铝共渗，考察了温度，保温时间对渗层厚度的影响，观察了渗层的金相组织及渗层的生长情况，分析认为，硼化物的形成通过吸附，形核和长大三步实现；硼化物晶核的形成主要是在试样表层的晶界和缺陷处形核，而后以扩散机制长大。     

渗硼层红硬性的研究

本文较系统地研究了双相组织FeB+Fc_2B渗硼层经不同温度加热后硬度的变化,给出了一系列硬度分布曲线,对高温工作的零件渗硼将有指导意义。     

激光淬火对Cr12MoV钢渗硼层盐雾腐蚀和电化学腐蚀的影响

利用热浸渗法在Cr12MoV钢表面制备一层渗硼层,对其进行CO_2激光淬火处理。采用电子扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)分析渗硼层盐雾腐蚀前后表面形貌、化学元素组成和物相,考察激光淬火前、后渗硼层盐雾腐蚀性能。通过电化学工作站测试激光淬火前后试样自腐蚀电位、电流密度和腐蚀速率等腐蚀特性,讨论激光淬火对电化学腐蚀的影响机理。研究结果表明:渗硼后表面产生许多孔隙,激光淬火消除这一缺陷。盐雾腐蚀后渗硼层产生间隙腐蚀,主要腐蚀产物为γ-FeO(OH)和Fe_3O_4,激光淬火试样只出现少量点蚀和细微裂纹,钝化膜由Fe_3O_4和α-FeO(OH)组成。激光淬火后渗硼层自腐蚀电位未发生变化,但激光淬火后自腐蚀电流密度下降11%,电化学腐蚀性能得到明显的改善。     

硼碳共渗剂中木炭作用的研究

本文研究了以渗硼为基的固体硼碳共渗处理。结果证明,木炭对渗硼有一定的催化作用。当共渗剂中的木炭和硼铁含量控制适当时,可获得性能较好的Fe_2B单相渗层;而且渗层增厚,过渡区增加,使硬度梯度减缓,硼化物层的脆性降低。此外,共渗剂的生产成本下降,提高了经济效益。     

20Cr钢渗硼后感应加热复合处理

20Cr钢固体渗硼后,再经高频感应加热10s,20s,30s,40s,研究了经过不同时间加热后渗硼层深度的变化及物相变化。试验结果表明,随感应加热时间的增加,硼化物层深深度增加,渗层中的FeB相逐渐变成Fe2B相,加热时间达到30s时已几乎全部变为Fe2B。     

Cr12钢表面渗硼层的摩擦磨损性能研究

为获得渗硼工艺参数对Cr12钢表面摩擦磨损性能的影响规律,采用浆料包渗法在Cr12钢表面制备渗硼层,对试样获得的渗硼层进行组织结构观察和摩擦磨损性能测试,研究供硼剂含量、渗硼温度及保温时间对渗硼层摩擦磨损性能的影响,并对试验结果进行分析讨论,结果表明:随着硼剂含量、渗硼时间和渗硼温度的增加,摩擦系数增大,耐磨性提高.     

渗硼层过渡区组织的研究

研究了纯铁、碳钢及低合金钢的渗硼层与基休之间形成的过渡区的组织和性能。低、中碳钢渗硼层过渡区的晶粒异常粗大，而纯铁及高碳钢的渗硼层过渡区组织无异常粗大现象。中碳钢的过渡区在紧靠硼化物层的窄小区域内有富碳现象，但整个过渡区并不富碳。渗硼过渡区的异常粗大组织主要是由于过渡区中的硼与ＡｌＮ作用后形成ＢＮ，使ＡｌＮ的阻碍奥氏体晶粒长大作用减弱而造成的。高碳钢渗硼层前沿的羽毛状组织中包含有 Ｆｅｓ（Ｃ．Ｂ）及 ＦｅＢ这两个相。     

增压氮化及等温处理对60Si2CrA钢组织和性能的影响

用扫描电镜、X射线衍射分析等方法研究了增压气体氮化及贝氏体等温处理工艺对60Si2CrA钢的微观组织与机械性能的影响特性.结果表明:退火态试验钢经520℃增压(0.4 MPa)氮化7 h后,渗层深达225μm,表面硬度达600 HV;增压氮化后再加热到1000℃保温30 min,然后快速放入270℃盐浴炉中停留48 h...     

烧结钢固体渗硼的一些探讨

普通烧结钢通过固体渗硼处理,可获得高硬度、耐磨性好、硼化物致密程度高的渗硼层,渗层与基体结合紧密、硼化后产生的尺寸变化与烧结钢的密度关系特别小,零件的外观改变也很小。本文通过对Fe—Cu—C系不同密度的烧结钢与相当合碳量的65碳钢进行固体渗硼对比,得出温度和时间对烧结钢固体渗硼与一般金属材料固体渗硼具有相同规律,而且在同一工艺条件下,烧结钢固体渗硼的渗层厚度、致密度及与基体的咬合性,均优于一般金属材料