激光熔覆对38CrMoAl钢表面改性

研究了利用横流ＣＯ２激光器在３８ＣｒＭｏＡｌ表面激光器熔覆ＮｉＣｒＢＳｉ＋ＷＣ（２５％ｗｔ）复合合金层的组织、硬度与耐磨性。用扫描电镜观察组织形貌,用Ｘ射线仪进行物相分析,用摩擦磨损试验机进行耐磨性实验：合金层与基体成良好的无裂纹气孔的冶金。表面耐磨性与工艺参数具有一定的对应关系,且２．２ｋＷ时的耐磨性最高,为氮化工艺的７．８倍。     

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。     

38 CrMoAl钢真空电磁感应快速渗氮动力学研究

为提高渗氮速率,明确氮化动力学机制,采用真空电磁感应渗氮技术研究38 CrMoAl钢在NH3介质下的渗氮动力学过程.以显微硬度值550 HV0.025对应的深度作为渗氮层评价指标,通过一种新的气固反应动力学模型对38 CrMoAl钢在温度为530～590℃范围内氮渗氮动力学行为进行研究.结果表明:38 CrMoAl钢在...     

低温盐浴渗氮对Custom 465钢耐蚀及耐磨性的影响

为了提高Custom 465马氏体沉淀硬化不锈钢的耐磨性,分别在440、480和520℃对580℃时效后的样品进行了2 h的盐浴渗氮,使用显微硬度计、X射线衍射仪、电化学工作站、球盘式摩擦磨损仪、表面轮廓仪、扫描电镜等设备,研究渗氮温度对Custom 465钢表面物相、硬度、渗层显微形貌、耐蚀性及耐磨性的影响. 随着渗氮温度升高,耐蚀性逐渐降低,但表面硬度增加,520℃处理后表面硬度增大到1240 HV,较未处理试样的400 HV明显上升,渗层厚度达到22μm. 440℃渗氮后表面物相为氮在马氏体基体中过饱和的α'N ,点蚀电位降低约60 mV;480℃时有少量CrN相析出,引起点蚀电位降低约180 mV,同时磨损体积下降约43%;520℃时CrN相的含量明显升高,自腐蚀电位降低约70 mV,无明显的稳态钝化区,磨损体积降低82%,减磨效果明显.     

20钢渗氮表面500℃盐浴渗铬层微观组织结构研究

20钢经离子渗氮后在500℃下进行盐浴渗铬,采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及高分辨透射电镜研究渗铬层的组织结构,并选取1 h,5 h和12 h不同渗铬保温时间的样品来探讨渗铬时间对渗铬层的组织结构的影响.结果表明,在500℃下盐浴渗铬能获得铬的化合物层,其表面相主要为CrN,β-(Cr,Fe)2(N,C)1-x相,且随着渗铬时间的延长β相增多且出现Cr7C3相.在500℃下粒径复合盐浴渗铬12 h得到的化合物层晶粒细小并存在纳米晶.化合物层中CrN晶粒较完美可长大至几百个纳米,而Cr7C3相晶粒内出现许多孪晶或层错.     

新型Cr-Mo-V渗氮钢的力学性能及渗氮特性

开发一种新型含铌无铝渗氮钢,并对其力学性能和渗氮特性进行研究.结果表明,试验钢具有较高的强度、塑性及韧性;在相同渗氮条件下,试验钢渗层深度大,且硬度梯度缓和,具有优良的渗氮性能.     

气体渗氮及后续回火工艺对2Cr13钢渗氮层的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、维氏显微硬度计、摩擦实验机、弯曲实验和浸泡腐蚀实验探究了气体渗氮工艺对2Cr13钢渗氮层的微观组织结构和性能的影响.结果表明:随渗氮温度、时间的增加,渗氮层的总厚度增加,但是表面疏松层也增加.500℃渗氮的扩散层组织主要由含有大量位错及位错胞的马氏体和高密度的纳米CrN析出相组成;纳米CrN析出相弥散分布在晶内和位错胞的界面上,位错胞界面上的CrN颗粒数量多且尺寸略大;板条马氏体晶界析出了ε-Fe_(2-3)N或者(Cr,Fe)2N析出相.当渗氮温度升高至550℃时,马氏体本身发生了回复,CrN以薄片形式析出,使扩散层组织呈现为由α-Fe和CrN组成的片状珠光体形态.2Cr13钢气体渗氮表面硬度随渗氮温度的升高先升高后下降,在500℃达到峰值硬度(1 274 HV0.5).450℃和500℃渗氮扩散层的硬度可高达1 300HV0.1以上,但是随渗氮温度进一步升高而明显降低.500℃/5h气体渗氮可同时提高2Cr13钢的耐磨性和抗腐蚀性,但是其弯曲韧性降低.500℃渗氮的2Cr13钢试样,不管是水冷还是空冷,或者再进行420℃回火2h处理,其扩散层组织均没有大的改变,因此其硬度没有明显变化,均维持在1 000HV0.1以上.     

单层氧化石墨烯的快速制备及表征

通过Hummers法制备氧化石墨,经过超声波细胞粉碎机分散,制备了稳定的氧化石墨烯悬浮液.采用红外光谱和原子力显微镜等手段对样品进行光谱和形貌分析.结果表明:石墨被氧化成含有C=O、—COOH、C—OH和C—O—C的氧化石墨,经较短时间的超声波细胞粉碎机分散,能够形成高浓度、稳定的氧化石墨烯悬浮液,而且在较高功率下可形成雪花状氧化石墨烯,为其功能化研究提供了基础.     

激光熔覆-离子渗氮复合改性层的组织和耐磨耐蚀性研究

为解决常规渗氮技术渗氮速度慢渗层浅、截面硬度梯度大、脆性高和耐磨耐蚀性偏低的问题,在N80钢表面制备Cr-Ni-Ti-La激光熔覆-离子渗氮复合改性层.采用光学显微镜、X射线衍射仪、硬度计、摩擦磨损试验机及电化学工作站对激光熔覆-离子渗氮复合改性试样和未熔覆直接渗氮试样的组织和耐磨耐蚀性进行对比研究.结果表明:渗氮前后...     

冷却方式及时效处理对580℃气体渗氮层的影响

工业纯铁(厚度为1mm)经580℃气体渗氮4h后进行不同方式(油淬,炉冷)的冷却,然后对油淬的试样进行自然时效和100~220℃的人工时效.采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、维氏显微硬度计和拉伸疲劳实验机等研究了不同热处理条件下渗氮层的微观组织结构和力学性能.结果表明:渗氮试样完全由化合物层和扩散层组成,冷却方式不改变化合物层的厚度和最外层的相结构,却显著影响扩散层的微观组织和力学性能.油淬试样的扩散层在自然时效过程中形成大量的氮原子团簇从而产生了自然时效强化;人工时效可以控制油淬试样扩散层中析出相的种类和数量,低温时效的析出相主要为α′′-Fe16N2相,较高温度时效的析出相主要为γ′-Fe4N相;自然时效样品具有很高的硬度和强度,人工时效样品的硬度和强度随时效温度的升高而降低,较高温度时效有助于提高延伸率;化合物层对渗氮层的强度没有很大影响,但却显著降低了渗氮层的拉伸疲劳强度.     

680℃蒸汽下T91钢的氧化行为

采用热分析天平连续称重法对T91钢680 ℃水蒸气氧化动力学进行研究,用扫描电镜、X射线能谱仪和X-Ray物相分析仪对腐蚀产物的形貌、成分、物相等进行测定.结果表明:T91钢在氧化45 h后,其动力学曲线服从直线规律,氧化速率为0.189 g·m-2·h-1;氧化膜呈现明显三层结构,内层为致密富Cr的CrFe2O4无晶界层,中层存在大量柱状空洞贫Cr的以Fe3O4为主、CrFe2O4少量的尖晶石层,外层为Fe2O3无Cr的等轴状晶组织.     

QCM8模具钢组织结构及渗氮后疲劳性能研究

用洛氏硬度计、显微维氏硬度计、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了QCM8钢的组织结构和失效断口等,测试了其渗氮后疲劳性能.结果表明:QCM8钢基体为位错马氏体,碳化物较多,有条状也有细粒状,分布均匀;渗氮后旋转弯曲疲劳寿命提高了约7倍;疲劳断口分析表明疲劳源区组织细密,瞬断区韧性较好.用渗氮QCM8钢加工的精密冲压模具较少出现裂纹和崩裂,使用寿命大大提高.     

35CrMo钢罐装法多段渗氮渗层组织与耐蚀性能

为确定合理的多段渗氮工艺,以尿素为渗氮剂,采用密封罐法对35CrMo钢进行多段渗氮处理,并利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和化学工作站研究了由不同阶段渗氮工艺制备的氮化层的显微组织、显微硬度和耐蚀性能。结果表明:采用三段渗氮工艺(520℃×3 h+600℃×2 h+520℃×1 h)制备的渗氮层最厚,其氮化层组织主要由Fe-Cr相和Fe3N相组成,表面硬度较高,耐蚀性最好。该三段渗氮工艺符合氮化规律,增加了渗氮层厚度,提高了硬度和耐蚀性能。     

不同电压下制备等厚微弧氧化膜层的能耗及膜层的耐蚀性

首先对硅酸盐体系中的AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,然后通过调节电压制备厚度均为25 μm和厚度均为40 μm的两组微弧氧化膜层,并针对这两组等厚度膜层的制备时间、能耗、质量厚度比及耐蚀性随电压的变化规律等进行对比研究.结果表明:随着电压的增大,两组等厚度膜层的制备时间均缩短,能耗均降低.相对于厚度均为25 μm的膜层,厚度均为40 μm的膜层的制备时间更长、能耗更大,同时因40 μm膜层较低的致密性,其在氯化钠介质中的耐蚀性较差,但其较厚的厚度使得膜层在硝酸介质中显现出更为优异的耐蚀性能.     

等离子渗氮及PVD处理后钢的剪切应力和磨损实验分析

等离子渗氮及PVD（Physical Vapor Deposit）处理技术，就是等离子渗氮及物理气相沉积技术。实验数据表明，对试件进行不同的表面处理并进行实验所绘出的最大剪切应力及磨损曲线是不同的。经等离子渗氮及PVD处理的钢的最大剪切应力及耐磨性能取决于渗氮时间。     

轧后冷却工艺对70钢盘条氧化层厚度的影响

采用工业试验法研究轧后冷却工艺对70钢盘条氧化层厚度的影响.结果表明,相同风冷条件下,吐丝温度由890℃降至850℃时,盘条氧化层厚度减少40％;控制相变结束至集卷段平均冷却速度为4.2℃/s,可显著降低盘条氧化层厚度.     

纯铝表面ZrO2复合微弧氧化膜层制备及性能研究

 以纯铝为基材,在微弧氧化电解液中添加不同含量的纳米ZrO₂颗粒进行微弧氧化,制备了ZrO₂复合微弧氧化膜层。采用SEM 和EDS 观察并分析微弧氧化复合膜层表面形貌和膜层成分,研究不同含量纳米ZrO₂颗粒的添加对微弧氧化复合膜层硬度和耐蚀性的影响。结果表明,微弧氧化膜及其复合膜层表面粗糙不平,纳米ZrO₂颗粒的添加使得微弧氧化复合膜层裂纹减少,孔径减小,硬度和耐蚀性提高。     

镁合金自密封等离子电解氧化膜的制备及性能

等离子体电化学氧化（PEO）是一种应用广泛的在镁合金表面形成陶瓷涂层的表面改性技术。但是，在升压过程中，由于产生的电火花不断破坏涂层，在涂层表面形成微孔和微裂纹，为材料的腐蚀埋下隐患。材料科学中的一个长期追求是开发基于单一材料的自密封涂层，无需先氧化然后密封。因此，本文报道了一种通过四次电压和溶胶添加制备自密封PEO涂层的新方法。通过扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对其形貌和结构进行了表征。使用Image Pro Plus 6.0测定涂层的孔隙率，涂层孔隙率从8.53%降至0.51%。同时，涂层厚度比传统PEO涂层增加了四倍。使用电化学测试评估了每个样品的耐蚀性能，结果表明，该自密封涂层的i_corr从9.152 × 10?2降低到6.152 × 10–4 mA·cm?2，样品的R_T从2.19 × 104提高到2.33 × 105 Ω·cm2。盐雾试验表明，涂层表面仅在336 h出现腐蚀点。此外，本文还分析了PEO涂层自密封行为的机理。     

钢内氧化动力学规律及影响因素的研究

将20、20Cr、2Dcr_2Ni_4、40cr和GCr15五种工业用钢在Fe_2O_3:Fe:Al_2O_3=1:1:1的混合粉末中进行860-1100℃、8-80小时的内氧化处理,对其内氧化动力学规律及其影响因素进行了研究。研究结果表明,钢的内氧化动力学遵守抛物线规律;内氧化速度受到内氧化温度、钢的铬和碳浓度、初始晶粒度和表面氧化物覆层等因素的影响。     

大粒径氧化石墨及石墨烯的制备与表征

以0.10、0.15、0.18、0.30 mm 4种不同粒径的石墨为原料,采用密闭氧化、氨-水合胼还原法,经过2个控温阶段制备了10~20 μm大粒径氧化石墨(GO)与石墨烯,并通过正交实验、单因素实验优化了制备条件. 测定了GO与石墨烯的傅里叶红外光谱、拉曼光谱及热稳定性.用扫描电镜、X线衍射光谱、原子力显微镜测试了产品的结构与石墨烯片层厚度. 实验结果表明:石墨粒径越小,片层剥离程度越高, GO的产率、热稳定性也均有提高. 石墨烯在800 ℃下残炭率高于80%,剥离层厚度约为1 nm. 本实验研究为制备大粒径GO与石墨烯提供了一种可行的实验方法.