钨钼钇等离子共渗工艺及渗层组织的研究

利用辉光等离子渗金属技术,在低碳钢Q235表面进行钨钼钇共渗,研究了极间距、保温温度、气压、保温时间对渗层厚度的影响,进而确定最优工艺参数,并对渗层的金相组织、合金元素分布及物相组成进行分析。结果表明:极间距25mm、保温温度1 000℃、工作气压30Pa、保温时间3h为最优参数,所得渗层的厚度可达37μm;渗层组织为柱状晶,渗层与基体有一明显分界线;钨、钼在渗层中呈梯度分布,钇在渗层中呈不均匀分布并在晶界处发生偏聚。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面等离子渗锆合金层的研究

利用辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti不锈钢表面形成渗Zr合金层,探讨了极间距、气压、保温温度、源-阴极电压差、保温时间对渗Zr合金层厚度的影响,进而优化工艺参数,并对合金层的金相组织、元素分布及物相组成进行分析。优化工艺参数为:极间距30 mm,工作气压35 Pa,保温温度1060℃,源-阴极电压差300 V,保温时间5 h,所获渗层厚度为65μm;Zr在渗层中呈梯度分布,渗层组织为柱状晶,且与基体呈良好的冶金扩散结合。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗锆合金层的硬度及耐蚀性

利用双层辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti不锈钢表面形成厚约65μm、均匀致密连续的渗锆合金层,并对不锈钢基材与渗锆合金层分别进行硬度检测与电化学腐蚀性能测试。结果表明:渗锆后,试样表面的硬度约为1530 HV0.05,明显大于不锈钢基材的表面硬度(约为350 HV0.05);渗Zr合金层的硬度由表及里逐渐降低,呈梯度分布;在0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1HNO3溶液、3.5%NaCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗Zr合金层的2.18倍、9.73倍、2.44倍;未处理的不锈钢表面腐蚀较为严重,而渗Zr合金层表面只出现轻微的局部腐蚀,可见经渗锆处理后,不锈钢的耐蚀性能有所改善。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗Zr合金层的高温氧化行为

对0Cr18Ni9Ti不锈钢先后进行渗Zr、渗C、预氧化等表面处理,研究了经不同工艺阶段处理后,试样在1 000～1 150℃空气中的高温氧化行为。结果表明,各试样单位面积氧化增重与氧化时间的关系基本上均遵循抛物线规律,且氧化速率常数皆随温度升高而增大。经过渗Zr、渗C、预氧化工艺阶段处理后,试样的氧化激活能均有所提高,恒温氧化速率明显减小,即试样的抗高温氧化性能提高。

奥氏体不锈钢等离子渗锆合金层的抗高温氧化性研究

研究了0Cr18Ni9Ti不锈钢及其分别经过双辉等离子渗Zr、渗Zr+渗C、渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C+预氧化不同工艺阶段处理后的试样在静态空气中的抗高温氧化性。在1150℃静态空气中氧化20h后,经过渗Zr+渗C+预氧化、渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C、渗Zr处理的氧化增重分别只有未处理基材的0.04、0.07、0.09、0.12,表明抗氧化性能较未处理的基材都有很大程度的提高,其中经过渗Zr+渗C+预氧化处理后,效果最佳,其次依次是经过渗Zr+预氧化、渗Zr+渗C、渗Zr处理的试样;高温氧化后,不锈钢基材表面氧化严重,氧化层多次剥落,截面上出现了非常宽的裂缝;渗Zr、渗Zr+渗C、渗Zr+预氧化处理、渗Zr+渗C+预氧化处理的试样高温氧化后,表面致密度及截面形貌依次渐好,说明经以上各阶段处理后,材料的抗高温氧化性依次有所提高。特别是经渗Zr+渗C+低温预氧化处理的试样在高温氧化后,截面无孔洞与裂纹,其结构非常致密,表面平整,基体与改性层有一条明显的界面且结合比较牢固。

奥氏体不锈钢表面双辉等离子渗锆的动力学

利用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面制备了一层均匀、致密、呈良好冶金结合的渗锆合金层,并对1 060℃下的渗锆动力学进行了研究。结果表明：随着距锆合金层表面距离的增加,锆元素的含量呈梯度递减,扩散系数逐渐减小,而扩散激活能逐步增大;在1 060℃采用双辉等离子技术渗锆时,渗锆合金层表层的空位密度为2.945×（10^12~10^13）cm^-2,与相同温度下采用常规渗金属工艺相比,提高了1~2个数量级。

不锈钢表面等离子渗锆改性层渗碳处理后的碳化物及硬度研究

利用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9Ti不锈钢表面形成了厚约65μm、均匀致密连续的渗锆合金层,然后对渗锆后的试样进行920℃固体渗碳处理;并对不锈钢基材、渗锆试样及渗锆+渗碳后的试样分别进行硬度检测。结果表明:渗碳后,试样的表面硬度较基材及渗Zr试样均有显著提高,且试样由表及里,硬度呈逐渐降低趋势;920℃固体渗碳后,碳化物呈颗粒状弥散分布在渗层上,无共晶碳化物生成;渗碳层的物相为ZrC、Fe3C、FeC8、ZrFe2、ZrO2、Cr2O3、α-Fe、Fe-Cr、Cr1.36Fe0.52;且实际检测到的试样表面中的含碳量要比理论值略大。

负偏压对多弧离子镀TiN薄膜的影响

采用不同偏压,在201不锈钢表面进行多弧离子镀TiN薄膜,研究了偏压对薄膜表面形貌、硬度、相结构及耐蚀性的影响。研究表明:薄膜表面存在着许多液滴颗粒,随着偏压的增加,液滴减少,但过大的偏压会使表面出现凹坑;薄膜的显微硬度随偏压的升高先增大后减小,偏压为-200V时的本征硬度为2 195HV;在3.5%的NaCl溶液中,TiN薄膜试样的耐蚀性比基体略有提高,在1mol/L的H2SO4溶液中,偏压-100V制备的试样耐蚀性最好,比基材提高了475倍。

低碳钢表面脉冲单电源等离子渗铬合金化的研究

利用脉冲单电源等离子渗金属技术,在低碳钢表面进行渗铬研究。采用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、光学显微镜以及光电温度计分析检测了渗层表面相的结构、表面微观形貌、表面成分以及试样温度。结果在等离子渗铬过程中发生了反应扩散,渗层表面的相结构为铁铬固溶体,渗铬层为白亮层,与基体间有一条明显的分界线。检测结果表明:在一定范围内,随着气压的升高,渗层厚度和表面含铬量增加,但超过临界值时,渗层厚度和表面含铬量反而下降;随保温时间的延长,电压或温度的升高,渗层厚度和表面含铬量均增加。

奥氏体不锈钢表面等离子渗锆合金层的抗酸腐蚀性研究

为提高0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢在特殊应用环境的耐酸腐蚀性能,采用双辉等离子渗金属技术在不锈钢基体表面渗锆,对渗锆合金层的相结构进行检测分析,将奥氏体不锈钢基体试样和表面渗锆试样分别在0.5 mol/LH2SO4溶液、0.5mol/L HNO3溶液、0.5 mol/L HCl溶液进行电化学腐蚀对比试验。结果表明:在H2SO4溶液、HNO3溶液、HCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗锆合金层的2.18倍、9.73倍、24.43倍;不锈钢基体表面腐蚀较为严重,而渗锆合金层表面仅出现轻微的局部腐蚀坑。奥氏体不锈钢表面渗锆后,渗锆合金层中合金元素呈梯度分布,且腐蚀时在表面形成了一层致密的氧化锆钝化膜,因而其抗酸腐蚀性能相对基体大幅提升,在HCl溶液比在H2SO4溶液和HNO3溶液中耐蚀效果更明显。

201不锈钢表面弧光离子镀TiN和CrN薄膜的耐蚀性

利用弧光离子镀设备,对201不锈钢表面进行离子沉积TiN薄膜和CrN薄膜。分别在3.5%NaCl溶液、1mol·L-1 NaOH溶液和1mol·L-1 H2SO4溶液中进行电化学腐蚀性能测试。结果表明,通过弧光离子镀技术在201不锈钢表面分别形成了厚度为1.2μm的致密TiN薄膜和3μm的致密CrN薄膜;201不锈钢、TiN薄膜和CrN薄膜在3.5%的NaCl溶液中耐蚀性相当;在1mol·L-1的NaOH溶液中,TiN薄膜的耐蚀性约是201不锈钢的2倍,CrN薄膜的耐蚀性是201不锈钢的24倍,TiN薄膜的12倍;在1mol·L-1的H2SO4溶液中,TiN薄膜和CrN薄膜的耐蚀性相比201不锈钢分别提高20倍和26倍。

钨钼钇共渗强化层的回火硬度及红硬性

利用双层辉光等离子渗金属技术,在Q235钢表面分别进行钨钼钇共渗与钨钼共渗,形成均匀致密合金扩散层;共渗后,将两种试样分别在960℃、980℃、1020℃下进行8h渗碳及淬火,并在200℃低温回火1h。之后将两者在1 020℃渗碳及淬火,并分别进行200～700℃回火。采用显微硬度仪检测其表面硬度,采用光学显微镜、SEM及EDS分别对渗层进行金相组织及成分分析。结果表明:其回火特征与冶金高速钢类似,在500℃时出现"二次硬化"现象,回火硬度达到峰值,且前者高于后者。将经过1 020℃渗碳淬火后的两种试样在600℃下保温1h后空冷,重复4次后,前者与后者的表面硬度最大值分别达到750 HV0.05、650HV0.05。

焊片对钎焊空洞率的影响研究

分别选用了不同厚度、不同钎焊面积及潮热试验后的SAC305,Sn63Pb37及SnPb92.5Ag2.5合金成分的焊片进行真空钎焊。结果表明,以上合金成分的焊片,均是焊片越厚,钎焊空洞率越小;焊片面积越大,钎焊空洞率越大。厚度和钎焊面积相同时,以上合金成分的焊片中,铅含量越大,钎焊空洞率越低。而且,经过潮热试验后,以上合金成分的焊片的空洞率均有所增大,但SnPb92.5Ag2.5合金成分的焊片空洞率增大不明显,说明储存环境对焊片质量至关重要。

4Cr13不锈钢表面多弧离子镀制备(Ti,Cr)N薄膜的高温氧化行为（英文）

在4Cr13不锈钢表面进行多弧离子镀沉积(Ti,Cr)N涂层,研究不同Cr含量的(Ti1-xCrx)N(x=0.28,0.56,0.73)复合薄膜在700℃的高温氧化行为。考察了薄膜氧化后的表面形貌、成分等。用热重法(TG)与差示扫描量热分析法(DSC)分析(Ti,Cr)N薄膜的加热氧化情况,并与TiN薄膜进行对比。结果表明:随着铬靶弧电流(ICr)的提高,(Ti1-xCrx)N薄膜中的Cr含量增加,Cr含量与ICr/ITi存在着线性关系;Cr含量越高,(Ti1-xCrx)N薄膜的高温抗氧化性能越好;(Ti1-xCrx)N薄膜的氧化热力学温度均高于TiN薄膜,表明Cr的加入明显提高了薄膜的氧化热力学温度。

奥氏体不锈钢表面双辉等离子渗锆改性层的耐蚀性

利用双层辉光等离子渗金属技术,在0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面形成了一层均匀致密连续的渗锆合金层,利用光学显微镜(OM)与扫描电子显微镜(SEM)分别观察了试样截面与表面的微观组织,并对其表面的物相进行了X射线衍射分析;且对不锈钢基材与渗锆合金层分别进行电化学腐蚀性能测试。结果表明:渗锆改性层的组织为柱状晶,渗锆改性层与基体有一明显分界线,且与基体呈良好的固态冶金扩散结合,渗锆改性层的物相主要为:ZrFe2,ZrC;在0.5 mol·L-1HCl溶液、3.5%NaCl溶液、0.5 mol·L-1NaOH溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗Zr合金层的24.43倍、2.44倍、1.90倍;未处理的不锈钢表面腐蚀较为严重,而渗Zr合金层表面只出现轻微的局部腐蚀,可见经渗锆处理后,不锈钢的耐蚀性有所提高。

0Cr18Ni9Ti不锈钢表面渗锆改性层的低温预氧化行为

对0Cr18Ni9Ti不锈钢经渗锆处理及渗碳处理后的试样,在620℃静态空气中低温预氧化6 h的氧化行为进行研究。结果表明:预氧化后,不锈钢基材表面主要形成FeCr0.29Ni0.16C0.06、Fe0.64Ni0.36、Fe2O3,出现较多深而宽的裂纹;渗Zr试样低温预氧化后表面主要为Fe2O3、ZrO2,试样表面致密、没有出现大的裂纹;渗Zr+渗C试样,低温预氧化后表面生成物主要为ZrO2,较渗Zr后更为致密,表面光滑且无孔洞与裂纹,基体与改性层结合牢固,抗高温氧化性能大为改善,试样表面的硬度约为2580 HV0.05,且由表及里试样硬度值呈梯度降低平缓。

稀土表面高速钢磨粒磨损耐磨性研究

利用等离子渗金属技术，首先在Q235低碳钢表面分别进行钨一钼-钇共渗和钨一钼共渗，然后进行960，980，1020℃渗碳及淬火及200℃低温回火处理，最后在GZTC-01型磨损试验机上进行耐磨性能考核。研究结果表明：（1）试样均有明显的前期磨合期与后期稳定期，进入稳定期后，随着淬火温度提高，钨．钼．钇共渗强化处理试样（下称钨钼钇试样）磨损量连续降低且为最小；而钨一钼共渗强化处理试样（下称钨钼试样）磨损量先升后降，于1020℃时达到最低；T10钢淬火及回火试样（下称T10钢）的磨损量最大，钨钼钇试样和钨钼试样较之约小1～2个数量级；相比T10钢，钨钼钇试样和钨钼试样在960℃强化时耐磨性分别约提高11．8倍和2．85倍，在980℃时约提高12．6倍和2．2倍，在1020℃时约提高22．1倍和3．9倍；（2）整个磨损时间内，960，980，1020气强化处理的钨钼钇试样的相对耐磨性分别是钨钼试样的3．75倍、3．05倍、3．55倍。钨钼钇试样的相对耐磨性较T10钢最高可达12．28倍。稀土与合金元素的加入均提高了耐磨性，前者更显著；（3）钨钼钇试样和钨钼试样磨损后的表面形貌均为典型的磨粒磨损，划痕清晰，犁沟明显。前者划痕较细，犁沟浅而窄。钇的渗人促进了碳化物形成和沉淀析出，改善了渗层耐磨性能。

多弧离子镀制备TiN涂层的高温抗氧化性能研究

在201不锈钢上进行多弧离子镀沉积TiN涂层,研究了TiN涂层在400～800℃间的高温氧化性能。对涂层氧化后的表面形貌、表面成分等进行了研究。用热重(TG)法和差示扫描量热(DSC)法分析粉末试样的加热氧化情况。结果表明:氧化温度较高时,增重量大且氧化严重,随着氧化温度的升高,表面氧元素含量上升,氮元素含量下降;经过600℃氧化,TiN膜层开始出现局部氧化皮。热分析结果表明:TiN粉末在450℃开始发生增重,氧化总增重量为26.63%。起始氧化温度为623.7℃,放热焓为-2112μVs/mg。

等离子W-Mo-Dy及W-Mo共渗的组织结构研究

在不同含碳量的钢表面进行等离子W-Mo-Dy和W-Mo共渗,采用光学显微镜观察合金渗层的显微组织和厚度,使用X射线衍射仪(XRD)对合金渗层进行相结构分析,利用附带能谱仪的扫描电镜(SEM)对合金渗层进行形貌观察和成分检测。研究结果表明:稀土Dy能促进合金元素的扩散使合金渗层厚度增加,20钢、45钢、T8钢W-Mo-Dy和W-Mo共渗合金层厚度分别为128,75,47μm及107,59,26μm;W-Mo-Dy共渗组织较W-Mo共渗组织更细小,多为等轴晶,而后者为柱状晶;W-Mo-Dy共渗合金层中有析出的第二相,由Fe,Mo,Dy构成;20钢的W-Mo-Dy共渗合金层主要由Fe(W,Mo,Dy),Dy2O3和少量的DyFe10Mo2,Dy等相组成,在45钢和T8钢表层出现M6C碳化物,随着含碳量增加,碳化物的含量也增加;W-Mo共渗合金层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密,W-Mo-Dy共渗的表面形貌在胞状组织的中心出现块状的结晶组织。

彩排俗态生活

天空上面是天空，路前面还有路。一个人走在自己的路上，心里涌动着人间的酸甜苦辣，悲欢离合。其实人生就是我们乘着自己的心灵之舟，向一个很遥远、很神秘的地方划行的过程，而那一次一次奋力划桨所荡起的涟漪，就是我们的心灵故事。