脉冲等离子渗氮预处理后对AISI304奥氏体不锈钢疲劳行为的综合分析

This study aims to draw an exact boundary for microstructural and mechanical behaviors in terms of pulsed plasma nitriding conditions. The pulsed plasma nitriding treatment was applied to AISI 304 austenitic stainless steel at different temperatures and durations. Results reveal that nitriding depth increased as process temperature and duration increase. The nitriding depth remarkably increased at 475°C for 8 h and at 550°C for 4 h. An austenite structure was transformed into a metastable nitrogen-oversaturated body-centered tetragonal expanded austenite (S-phase) during low-temperature plasma nitriding. The S-phase was converted to CrN precipitation at 475°C for 8 h and at 550°C for 4 h. Surface hardness and fatigue limit increased through plasma nitriding regardless of process conditions. The best surface hardness and fatigue limit were obtained at 550°C for 4 h because of the occurrence of CrN precipitation.     

等离子氮化处理改善铁的耐腐蚀性能研究

通过电化学测试方法对等离子氮化处理前后铁的耐腐蚀性进行研究.采用扫描电子显微镜(SEM)对极化试验后样品表面的腐蚀形貌进行观察.结果表明,等离子氮化处理后的样品的蚀孔数量少,其腐蚀程度明显优于未经处理的样品.应用X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)分析其腐蚀机理.结果证实,等离子氮化处理后铁的耐腐蚀性能得以改善,归因于材料表面形成的铁氮及铁氧结合层.     

渗氮温度对取向硅钢抑制剂状态的影响

采用低温高磁感取向硅钢(Hi-B钢),分别于660、770、900℃三个温度下进行渗氮试验。借助SEM、EDS、EPMA等技术,对比研究了不同渗氮温度下硅钢中"获得抑制剂"的析出行为及分布情况。结果表明,较低的渗氮温度有利于钢中渗氮量的提高;660、770℃下渗氮试样表层的析出相主要为Si_3N_4,而900℃下渗氮试样表层析出相主要为(Al,Si)N。660℃下渗氮形成的Si_3N_4析出相最多,分布于晶内和晶界处,770℃下渗氮形成的Si_3N_4主要分布于晶界处,而900℃下形成的Si_3N_4大部分已经转化为(Al,Si)N。     

Q235钢密封罐法稀土催渗氮化层的组织与耐蚀性能

针对常规气体渗氮工艺氮原子扩散速度慢的问题,采用密封罐法,以尿素为渗氮剂、稀土做催渗剂,对Q235钢进行570 ℃×4 h渗氮实验.利用金相显微镜、X射线衍射仪和电化学工作站,研究分别加入1、3和5 mL稀土时,渗氮层的组织和耐蚀性能.结果表明：稀土催渗能增加渗氮层中白亮层厚度,并明显改善氮化层的耐蚀性能.但稀土加入较多达5 mL时,组织开始疏松,加3 mL稀土时白亮层组织致密,耐蚀性能较佳.Q235钢渗氮层主要由ε-Fe3N相和γ ＇-Fe4N相组成,与常规氮化相比,加稀土催渗后,氮化层中ε相数量增加.密封罐法可以实现Q235钢的快速渗氮,在尿素渗剂中加入稀土后能明显增加渗氮层厚度,并改善耐蚀性能.     

高温渗氮工艺对无镍不锈钢模拟体液环境下耐蚀性的影响

文章采用高温渗氮工艺得到高氮无镍不锈钢,以提高医用不锈钢的安全性和耐蚀性。实验结果表明:渗氮层氮质量分数可达1.0%,与原材料相比氮质量分数增加了2倍;在0.9%NaCl生理盐水和模拟血浆溶液中具有优异的耐蚀性,在加热温度1 200℃、氮气压力0.3MPa、保温时间24h条件下得到的高氮奥氏体不锈钢在0.9%NaCl生理盐水中的点蚀电位约1 200mV,大大高于渗氮前(约320mV)的水平。     

气体渗氮对中碳车轴钢超长寿命疲劳性能的影响

研究了气体渗氮在材料表面层由表及里逐次形成的氧化物层、氮化物层及N固溶层对中碳车轴钢超长寿命旋转弯曲疲劳性能的影响.与未处理试样相比,带有氧化物层、去除氧化物层及去除氮化物层的渗氮试样的疲劳强度逐级提高.去除氧化物层和去除氮化物层的试样在超长寿命区分别发生次表面和内部破坏.通过断口观察和断裂分析,阐明了渗氮处理材料的表面层对超长寿命疲劳性能的影响.     

金属锰JMn93A渗氮的实验研究

应用真空电阻炉高温渗氮,X射线衍射分析等实验测试方法,研究了粒度,温度,气相组成等因素对金属锰渗氮的影响,工业用气态氮作为渗氮气体的主要气相组成,可同时发生金属锰的氮化和氧化,生成Mn4N和MnO化合物,随渗氮温度的提高,锰氧化物的含量相应增高,渗氮气氛中配加氨气,使氨气的分压相应降低,平衡吸附浓度降低。渗氮试样的含氮量降低。     

316奥氏体不锈钢渗N/镀CrN复合改性层组织与性能

分别在400、440、480 ℃下对316奥氏体不锈钢进行12 h的渗氮处理,再对渗氮后的试样进行物理气相沉积(PVD)镀CrN薄膜.采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计和材料表面综合测试仪(HSR-2M)、电化学工作站等对复合改性层的表面形貌、截面形貌、成分、显微硬度、耐磨性以及耐蚀性进行测试.结果表明:400 ℃离子渗N/镀CrN试样耐磨性最差,耐蚀性最好;而480 ℃离子渗N/镀CrN试样耐磨性最好,耐蚀性最差;但比相同温度下单独渗氮试样的综合性能好.     

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.     

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。     

罐装法氯化铵催化40Cr钢渗氮组织与耐磨性能

为实现渗氮工艺的低成本、快速性,以NH4Cl为催化剂,采用罐装法对40Cr钢表面进行渗氮处理。利用金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损实验机对渗氮层的显微组织、显微硬度和耐磨性能进行研究。结果表明：渗氮层组织主要由Fe相和Fe3N相组成。随着NH4Cl加入比例的增大,渗氮层厚度、显微硬度和耐磨性能也呈增大趋势。当NH4Cl的质量分数为4.5%时,白亮层厚度达2.5μm,硬度为8.89 GPa,失重量为6.91 mg。氯化氨能明显增加渗氮层厚度,改善渗层耐磨性能,是一种优良的催渗剂。     

P110油管用钢液固两相流体冲蚀实验研究

在油气井压裂改造过程中,高速含砂流体引起的冲蚀是油管失效的重要原因之一。利用自制的喷射式冲蚀实验装置,以3.5wt%NaCl含砂流体为介质,研究了油井管常用的P110油管用钢冲蚀速率随冲蚀时间、介质流速和含砂量的影响。研究结果表明,在冲蚀时间60~90 min时,P110钢材的冲蚀速率趋于稳定;在传统的纯冲刷磨损公式E=KVn基础上,增加了腐蚀因子M对公式进行修正,与实验数据尤其是低流速时的实验数据拟合误差减小;砂含量在25 kg/m3时,冲蚀速率达到最大;继续增加含砂量时,颗粒之间碰撞消耗的动能使得冲蚀速率先减小,然后缓慢增加。实验结果为P110油管在新型储层改造中的应用提供了一定参考。     

轴对称等离子体射流的实验研究

等离子体射流具有广泛的应用前景。建立了轴对称等离子体射流的模型,得出层流状态下等离子体射流的长度与流量成正比。采用Ne、He、Ar在大气压下用介质阻挡放电的手段得到了等离子体射流,发现层流状态下等离子体射流长度与模型结论一致,但是随着激励电压的升高和气体流量的增大,等离子体射流会发生从辉光放电到丝状放电、从层流到湍流的转捩,射流长度会先增大后减小;工作气体的不同对等离子体射流的性质也有重要影响。     

45~#钢微孔陶瓷化及其摩擦磨损性能研究

金属的软氮化是金属表面强化的一种化学热处理方法,通过加热试样到实验所需的温度时进行适当的保温,使氮离子、碳离子渗入到金属的表面。通过干滑动摩擦试验方法,对在不同渗氮温度和渗氮时间条件下45#钢进行摩擦磨损试验,得出了硬度变化曲线和摩擦系数变化曲线,对比分析了各种条件下的磨损量,并与未处理试样进行比较分析。结果表明,渗氮处理的45#钢比未处理的45#钢具有较强的硬度和耐磨性,而且随着渗氮时间的增加和渗氮温度的升高,45#钢的耐磨性和硬度都有所增加,摩擦系数则有所减小。     

钢纤维混凝土力学性能试验研究

为有效利用钢纤维混凝土,对钢纤维混凝土的抗压强度、抗弯强度、弹性模量和断裂能等进行了试验研究.结果表明:钢纤维混凝土立方体的抗压强度、抗弯强度随着钢纤维掺量的增加而增大;在钢纤维掺量不变的情况下,钢纤维混凝土的抗压弹性模量会随着龄期的增加而提高;钢纤维对混凝土的阻裂作用很明显,而对混凝土起裂的限制作用不明显;在混凝土初凝之前,无论是普通混凝土还是钢纤维混凝土,内部温度的变化规律与外界温度的变化规律不同,并且此阶段混凝土内部应变的变幅很大,普通混凝土应变的变幅要比钢纤维混凝土应变的变幅大得多;在混凝土初凝之后,无论是普通混凝土还是钢纤维混凝土,内部温度的变化规律与外界温度的变化规律相同,并且此阶段混凝土内部应变的变幅很小.     

钢管混凝土悬臂短柱试验研究

对 4组共 13根钢管混凝土悬臂短柱进行了试验 .试验参数包括轴压比、含钢率和混凝土强度 .对试验结果进行的分析表明 ,轴压比对钢管混凝土弯压构件受力性能的影响最为显著 .钢管对核心混凝土的紧箍力作用随轴压比的减小而减弱 .最后对试验过程钢管应变达到某些特定值时所对应的荷载与最大荷载进行了分析     

钢管拱面内对称加载试验

进行了钢管拱面内 5点对称加载受力全过程的试验 .试验表明 ,钢管拱受力前期以轴压力为主 ,弯矩较小 ,内力分布较均匀 .当加载至分支荷载值时 ,模型拱变形由对称向反对称突然转化 ,结构受力由受压为主向受弯为主转化 .此后 ,结构塑性发展加剧 ,但塑性沿轴线方向的发展速度大于沿截面高度发展的速度 ,最后模型拱达到后屈曲强度而破坏 .     

湍流等离子体发生器工作特性实验

为了指导湍流等离子体发生器的结构设计,基于自行研制的两路进气式湍流等离子体发生器,采用实验的手段探究了主气和保护气流量对湍流等离子体发生器工作特性(热效率、热焓值、弧压)的影响。实验结果表明:湍流等离子体发生器的弧压随着主气流量的增加而升高,而受保护气流量的影响很小;另外,弧压随着弧电流增加而降低。湍流等离子体发生器的热效率随着主气流量的增加而升高,但随着弧电流的增加而降低;保护气流量对热效率的影响随着弧电流的增加而逐渐减小。湍流等离子体发生器的热焓值随着主气和保护气流量的增加而减小,但随着弧电流的增加而增加,且最后趋于一个稳定值。在湍流等离子体发生器工作过程中,其平均弧压高达160 V,产生的高电压、低电流的伏安特性有助于提高湍流等离子体发生器的电极使用寿命。     

碳钢粉末渗铝试验研究

对 2 0碳钢进行了粉末包埋渗铝试验 ,优化了渗剂配方及渗铝工艺。采用X射线衍射仪分析了渗铝层的相成分 ,并对渗铝层的微观组织和渗铝钢的力学性能进行了测试。结果表明 ,使用 3号渗剂的 2 0碳钢的表面渗铝效果最好。 2 0碳钢渗铝层内未出现高铝脆性相 (FeAl3 、Fe2 Al5等 ) ,这有利于改善渗铝钢的力学性能和焊接性能。 2 0碳钢经渗铝处理后 ,其机械性能略有降低 ,高温持久性能明显降低 ,而抗高温氧化性能大大提高。     

型钢轻骨料混凝土黏结滑移性能试验研究

通过推出试验,研究型钢轻骨料混凝土黏结滑移性能.采用正交试验设计,考虑了轻骨料混凝土强度、型钢埋置长度、保护层厚度、横向配箍率等因素对黏结滑移性能的影响.根据试验结果,统计回归了特征黏结强度和特征滑移值计算公式;提出了型钢轻骨料混凝土平均黏结应力于和加载端滑移SL的本构关系数学模型.研究结果表明:型钢埋置长度la与型钢截面高度d的比值和轻骨料混凝土强度对黏结强度影响较显著;型钢轻骨料混凝土相对于型钢普通混凝土有较小的黏结强度和较陡的荷载滑移下降段.