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。     

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。     

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。     

激光处理后的渗硼层组织

本文用光学金相,结合Fe-B-C三元相图,对激光处理后的渗硼组织,从相的组成、相的形貌,显微硬度诸方面作了分析,得出如下结论: 1.激光热处理能使渗硼层产生很大变化,不但破坏了原来的取向排列,而且细化了硼化物组织。2.激光处理后的典型组织、从表到里,依次是Fe_2B Fe_3C相,α-Fe Fe_2B Fe_3(B、C)共晶组织和先共晶珠光体。     

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。     

用多元回归分析方法测定碳钢单相渗硼层厚度的数学公式

本文通过对大量所测数据进行数理统计,利用多元回归分析和相关分析的方法,得出了碳钢单相渗硼层(Fe_2B)厚度与加热温度、保温时间、含碳量之间关系的数学公式。试验结果表明该数学公式准确可靠,如果工艺参数已知,就可通过公式计算预测得到渗硼层厚度。     

单相渗硼层的形成及硼化层中的相变

单相渗硼层的性能,大大优于双相渗硼层,有关单相渗硼层的获得,我们已作过报导,本文主要是采用双相渗硼层的试样,经高温真空退火后(900℃,10~(-2)mmgH),使用X射线衍射分析,扫描电镜,电子探针等手段,研究渗硼层的形成及相的转变,得到如下的结果: (1)具有双相渗层的45~#钢和Gcr15钢试样,经900℃,10~(-2)mmHg4小时退火后,FeB区均减少,总的渗层有所增加。 (2)硼化物层中出现的一些黑色点块状,大部分是夹杂,有些是空洞。 (3)渗硼层的形成,除了在[5]中所指出的是一种成核成长过程外。我们还观察到单个硼化物针的精细结构,如照片5所示,结合X射线衍射分析,进一步提出了我们对硼化物层形成机理的看法。     

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。     

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。     

用Mo＋C和W＋C双离子注入H13钢制备表面优化复合层的研究

首次给出了Ｍｏ＋Ｃ和Ｗ＋Ｃ双离子注入Ｈ１３钢合成优化表面层机理的研究结果，包括表面薄碳膜和弥散硬化层的形成。电镜中观察到这些离子注入时晶粒细化和密集位错的出现，同时在晶界间析出相以ＭｏＣ为主，在晶界内析出相则以Ｆｅ２ＭｏＣ和ＭｏＣ为主；这将使晶界强化和位错强化效果增强。Ｘ射线衍射分析表明，注入层中出现了弥散的ＦＥ２Ｃ，Ｆｅ５Ｃ２，ＦｅＭｏ，Ｆｅ３Ｍ０２，ＭｏＣ，ＭｏＣｘ，Ｍｏ２Ｃ，Ｆｅ２ｗ，Ｆｅ７Ｗ６，ＷＣ和Ｗ２Ｃ相。由于这些弥散相的存在使注入层硬度和抗磨损效果均有明显的提高。首次用俄歇分析观察到表面有一层碳膜存在，这将引起表面的自润滑效果。     

纳米复合材料(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5的磁性能和居里温度

采用单辊急冷法制备了(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5非晶薄带,经最佳热处理条件退火处理得到纳米复合永磁材料．采用振动样品磁强计测量常温下样品的磁滞回线以及经零场冷却和加场冷却的M—T曲线．测量结果表明,其退磁曲线部分表现出单一的硬磁性相特征,与不加Dy的Nd8Fe87B5样品相比矫顽力和剩磁比都有不同程度的提高,剩磁和磁能积稍有下降．复合材料(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5的居里温度达到603K,比单相Nd2Fe4B的居里温度提高了15K．     

不锈钢A-TIG焊的活性剂研制

针对304不锈钢研制了由B_2O_3,MnO,Fe_2O_3,Al_2O_3,SiO_2,TiO_2,Cr_2O_3和NaF等组成的A-TIG焊活性剂.分析了各单一活性剂对焊接熔深的影响规律,在此基础上结合304不锈钢的合金元素系统,确定了活性剂的基本组成成分.利用正交试验法对多组元配方进行了研究,得出了各组元质量分数变化对焊接熔深的影响规律,所得到的配方可使焊接熔深增加2倍多,并将8 mm厚的不锈钢钢板对接一次焊透.     

R_2Fe_(14)B型化合物中磁晶各向异性起源的理论分析

对于 R_2Fe_(14)B(其中 R 为稀土元素)型化合物中的磁晶各向异性的起源进行了理论分析。认为 R_2Fe_(14)B 的磁晶各向异性主要与 R 离子的4f 电子组态有关。应用 Hund 法则计算并绘制出了各种稀土离子的4f 电子的几率密度空间分布图。根据这类图形,对于 R_2Fe_(14)B 型化合物中的磁晶各向异性作了成功的解释。     

TiB2-TiB/Fe金属陶瓷复合涂层原位合成及显微分析

利用激光熔覆工艺在中碳钢表面制备出原位自生TiB2-TiB／Fe复相金属陶瓷复合涂层，以改善常规材料表面综合使用性能．采用XRD、SEM、EDS、EPMA等手段对复合涂层进行了研究．结果表明：复合涂层主要由(Fe，C)固溶体胞状树枝晶及分布于晶间的TiB2／Fe或TiB／Fe共晶组成，部分Fe2B相也会出现在晶间．涂层成分不同时，陶瓷增强相的含量将发生变化．涂层力学性能较基体有显著提高．     

Analysis of oxide layer structure in nitrided grain-oriented silicon steel

The production of low-temperature reheated grain-oriented silicon steel is mainly based on the acquired inhibitor method. Due to the additional nitriding process, a high nitrogen content exists in the oxide layer, which changes the structure of the oxide layer. In this study, the structure of the surface oxide layer after nitriding was analyzed by scanning electron microscopy(SEM), electron back-scattered diffraction(EBSD), glow discharge spectrometry(GDS), and X-ray diffraction(XRD). The size and orientation of ferritic grains in the oxide layer were characterized, and the distribution characteristics of the key elements along the thickness direction were determined. The results show that the oxide layer of the steel sample mainly comprised particles of Fe_2SiO_4 and spherical and lamellar SiO_2, and Fe_4N and fcc-Fe phases were also detected. Moreover, the size and orientation of ferritic grains in the oxide layer were different from those of coarse matrix ferritic grains beneath the oxide layer; however, some ferritic grains exhibited same orientations as those in the neighboring matrix. Higher nitrogen content was detected in the oxide layer than that in the matrix beneath the oxide layer. The form of nitrogen enrichment in the oxide layer was analyzed, and the growth mechanism of ferritic grains during the oxide layer formation is proposed.     

冲击-斜波加载下锆的动力学特性

本文基于磁驱动装置CQ-4完成了冲击-斜波加载实验设计,开展了金属锆在不同加载条件下先冲击再斜波压缩新热力学路径下的动力学特性研究.实验结果显示,加载压力峰值约为25 GPa,三个样品的波剖面结构依次为弹塑性转变、冲击波和斜波压缩,当冲击加载压力在相变压力附近约10 GPa时可以获取含有明显相变特征的速度波剖面,而冲击压力在20 GPa时冲击波覆盖相变波,速度波剖面无法观测到10 GPa附近的双波结构.加载压力峰值约为44 GPa,速度波剖面无弹塑性转变和相变特征为单波结构.结合多相状态方程和非平衡相变速率方程对锆的冲击-斜波压缩过程进行了数值模拟,计算与实验结果吻合良好,可以较好地模拟锆的冲击-斜波压缩实验过程.     

豆形截面钢丝辊模拉拔工艺数值模拟研究

采用二辊五道次辊模拉拔方法成形豆形截面钢丝.依据豆形截面钢丝形状的特殊性及AISI70号钢材的特性,设计了各道次孔型形状.其中第一、二、四、五道次的道次压缩率相等,辊子采用横辊摆放;第三道次的道次压缩率为0,该道次的辊子采用与横辊呈90°的立辊摆放.计算并设计出各道次辊模组成的孔型型腔的截面尺寸和形状,再利用Deform-3D模拟软件对五道次辊拉拔过程进行仿真模拟,分析了工件辊模拉拔过程的变形机理,并对辊模拉拔过程中工件的等效应力、等效应变、模具的载荷等进行了分析,同时选取特殊点进行应力应变比较.研究结果表明,通过辊模拉拔方法生产的豆形截面钢丝,其成形效果良好.