真空热处理对落叶松木材纤维素形貌及结构的影响

以我国东北主要用材树种落叶松木材为研究对象,采用真空热处理方法对其材质进行改良,探究其纤维素形貌及结构热响应机制。采用湿化学法提取未处理和不同真空热处理条件下(180~220℃温度范围,处理6 h)落叶松木材纤维素,利用扫描电子显微镜观察其形貌,X射线光电子能谱和X射线衍射仪分析其化学结构及结晶度变化。结果表明:未处理木材提取的纤维素呈棒状且表面有序平行结构,热处理后木材纤维素变弯曲且表面呈扭曲结构,并随热处理温度升高,纤维素表面扭曲越显著。由X射线光电子能谱分析,随热处理强度增加,纤维素O/C比值由未处理材65.5%降低至59.5%,并且C1含量增加、C2和C3分别降低,表明热处理木材提取的纤维素碳链缩短,并且其表面存在半纤维素以及热处理过程中木质素与碳水化合物缩聚反应形成的木质素-碳水化合物。随热处理温度提高,纤维素结晶度增加,同时纤维素中Ⅱ型占比提高、Ⅰ型降低,并且二者晶胞结构和分子基团构象存在差异,进而导致热处理前后木材提取的纤维素形貌结构不同。研究结果有助于深入理解木材化学成分热响应特性,为优化真空热处理改性木材工艺提供理论依据。

FV520B钢叶轮的真空热处理

对FV520B钢试样和叶轮在真空炉中进行了1050℃加热随后炉冷至850℃,再在通入氮气的真空炉中冷却至50℃空冷的固溶处理,在真空炉中在850℃加热随后在充入氮气的真空炉中冷却至50℃空冷的调整处理,以及在真空炉中603℃时效处理。热处理后检测了叶轮的力学性能、显微组织和坐标尺寸。结果表明:叶轮的力学性能和坐标尺寸均符合要求,显微组织由回火马氏体、奥氏体和弥散分布的析出相组成,对FV520B钢叶轮进行真空热处理是可行的。

模具真空热处理

热处理是保证模具性能和寿命的关键环节,真空热处理具有无氧化、无脱碳、可脱脂脱气、表面质量好和热处理变形小等优点,广泛应用于模具的热处理。首次修订的标准GB/T 22561—2023真空热处理规定了金属材料在真空状态下热处理设备、工艺过程与工艺规范等要求,有利于指导和规范模具真空热处理生产,提高模具质量,推动我国模具工业高质量发展。

基于ANSYS的真空热处理炉的温度场分析

利用ANSYS Workbench软件分析了管式真空热处理炉炉膛内部温度场分布,通过模拟隔热层放置位置/厚度、工件盒厚度/材质、筛网厚度/材质对炉膛内部均温区范围及其平均温度的影响,获得了不同热处理炉隔热层、工件盒与筛网的设计参数;通过优选设计参数,可使均温区长度从240 mm提升至320 mm,提升了33.33%,平均温度从958.25℃提升至962.94℃。最后采用优化后的热处理炉结构参数对负载Nd2Fe14B试样的温度场进行了仿真。结果表明,Nd2Fe14B永磁体的均温区范围及平均温度得到了明显提升,磁体平均温度从959.07℃提高到963.06℃,且磁体的温度起伏明显趋于平稳,从±1.06℃优化至±0.21℃。

真空热处理对不锈钢表面TiN薄膜结构及性能的影响

为提高不锈钢材料在海洋环境中的耐腐蚀能力,采用磁控溅射技术在304不锈钢表面沉积TiN薄膜,并在不同温度下对其进行真空热处理,研究热处理温度对TiN薄膜结构及性能的影响。结果表明:适当的真空热处理可提高304不锈钢表面TiN薄膜的结晶度及致密性,缓解其残余应力。与未处理薄膜相比,500℃真空热处理后薄膜内部应力可降低87%,与基底的结合强度提高78%,其腐蚀电流密度由2.42×10^(-6)A/cm^(2)降低到4.43×10^(-7)A/cm^(2),腐蚀电位由-0.247 V提高到-0.044 V,耐腐蚀性能明显提升。

真空热处理炉绝缘陶瓷对钽粉杂质的影响

主要研究了真空热处理炉绝缘陶瓷在投入使用前的一种适用性检测方法,并通过对比95氧化铝陶瓷、99氧化铝陶瓷、氮化硼陶瓷和氮化铝陶瓷杂质结果,分析了真空热处理炉绝缘陶瓷对钽粉杂质的影响。结果表明:95氧化铝陶瓷会造成钽粉Fe、Si杂质增加,氮化硼陶瓷会造成钽粉B、N杂质增加,而氮化铝陶瓷会造成钽粉Al、N、C杂质增加。99氧化铝陶瓷对钽粉杂质的影响最小,但在1100~1380℃温度范围内会导致钽粉Al杂质增加,可以通过减少炉内绝缘陶瓷的面积来降低Al杂质。

真空热处理设备真空设计要素与真空机组优化匹配应用研究

针对真空系统这个决定真空热处理设备质量的关键因素,本文通过对真空设备设计要素进行梳理,研究了真空热处理设备在设计之初应注重的要素与真空机组需要实现的自身优化匹配等,为真空机组的选型提供了理论计算依据,并结合实际工程应用对理论计算的可行性进行了佐证,从而制造出性价比高、结构简单、节能高效的真空设备。

特殊材料的真空热处理

真空热处理与可控气氛热处理、盐浴热处理相比有不少明显的特点 ,尤其对不锈钢等特殊材料的处理更是较佳的选择。本文针对真空热处理在精密合金 (磁性、弹性材料等 )、钛合金、高温合金及铜合金方面的应用进行了讨论和举例。介绍了市场真空热处理炉类别和功能 。

真空热处理对镍基单晶高温合金溅射NiCrAlY涂层抗氧化性能的影响

用磁控溅射法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY涂层 ,研究了真空热处理对涂层组织结构及抗氧化性能的影响 .结果表明 ,溅射NiCrAlY涂层主要由γ -Ni和 β -NiAl两相组成 ,元素分布均匀 ;经真空热处理后 ,涂层主要由γ′-Ni3 Al、β -NiAl相和极少量的α-Al2 O3 相组成 ,元素分布变得不均匀 ,最外层富Al贫Cr .真空热处理可使溅射NiCrAlY涂层表面较早生成保护性能良好的α -Al2 O3 .10 0 0℃氧化 2 0 0h ,溅射涂层氧化膜有较大部分已经剥落 ,但真空热处理涂层的氧化膜仍较好地粘附在涂层基体上 .真空热处理使溅射NiCrAlY涂层表面生成的氧化膜粘附性更好 。

Ni-Cr-Al-Y涂层真空热处理过程中元素的行为

采用电弧离子镀技术在铸造镍基合金 Ｋ１７和 Ｎｉ３Ａｌ基合金 ＩＣ－６上沉积 Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ涂层结果表明，在沉积过程中由于电弧离子镀的“溅射”和“反溅射”效应以及基体和涂层发生互扩散的共同作用下，沉积的 Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ涂层在靠近基体区含有少量基体元素，如 Ｃｏ， Ｔｉ和 Ｍｏ等 Ｋ１７合金中的 Ａｌ元素可抑制 Ｃｒ由涂层向基体扩散 ＩＣ－６合金中由于还含有 Ｍｏ元素，使这种抑制作用进一步增强在 １０５０ ℃真空热处理时，各元素互扩散能力增强，大量的 Ｃｒ克服 Ａｌ和 Ｍｏ元素的束缚向基体扩散，最终使两种合金上沉积的Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｙ涂层中的元素均匀分布。

真空热处理对硫化锌薄膜光学与微结构特性的影响

针对电子束蒸发离子辅助沉积的硫化锌薄膜,研究了550℃以下真空热处理对其光学与微结构特性的影响。薄膜光学和微结构特性的测试分析表明:制备后薄膜为类立方结构的ZnS,在337.5nm波长处出现临界特性转折点,随着热处理温度的增加,转折波长两侧的消光系数变化规律相反,折射率和物理厚度呈现下降趋势,薄膜的禁带宽度逐渐增加;在红外波段的薄膜折射率与热处理温度的变化并不显著,在350℃下热处理时消光系数出现转折,主要是由晶粒变小的趋势所致;通过晶相分析,硫化锌薄膜经历了类立方结构到六方结构的转换,与禁带宽度的变化趋势基本一致。分析结果表明,光学特性变化的根本原因是薄膜的微结构特性变化。

等离子喷涂及真空热处理过程中MoSi_2涂层的相演变

分别采用MoSi2,Mo-66.7%Si和Mo-70%Si(摩尔分数)粉末为原料,在45钢上大气等离子喷涂MoSi2涂层,对喷涂前后相以及真空热处理对涂层相和组织的影响进行了研究。结果表明,以MoSi2为原料喷涂后,涂层主要是由MoSi2和Mo5Si3相组成,MoSi2由亚稳定的MoSi2(h)六方结构和稳定的MoSi2(t)四方晶体结构组成。而Mo-66.7%Si和Mo-70%Si两种粉末喷涂后,涂层均由Mo,Si单质粉组成,喷涂过程没有形成硅化物。Mo-66.7%Si涂层在1050,1200℃热处理1h后,涂层中主相是Mo5Si3,次相为MoSi2。Mo-70%Si涂层在800,1 000℃热处理30min后,生成了少量的MoSi2,Mo5Si3和Mo3Si。在1 050℃热处理时,随着时间的延长,MoSi2相含量相对增多,当热处理时间为30,45min时,由于Mo,Si和Fe之间的反应扩散,还生成了FeMoSi和Fe3Si相。

真空热处理对矿用硬质合金组织性能的影响

研究了真空热处理对矿用硬质合金组织、性能和使用寿命的影响。硬质合金经过真空热处理后其抗弯强度、断裂韧性和硬度有明显改善，使用寿命显著提高。

真空热处理对多弧离子镀TiAlSiN涂层性能的影响

为提高TiAlSiN涂层的力学性能,研究了真空热处理对多弧离子镀TiAlSiN涂层微观组织和力学性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、自动划痕仪、纳米压痕仪、摩擦磨损测试仪等表征其表面形貌、物相组成和力学性能。结果表明:热处理引起了涂层的晶格畸变,降低了TiN固溶体相的平均晶格常数,导致其衍射峰向高角度偏移;热处理会粗化涂层表面,并导致TiAlSi中间过渡层界面消失。经过800℃热处理后,涂层的纳米硬度和结合力达到最大值,分别为35.01 GPa和54.45 N;涂层的平均摩擦因数最小,由热处理前的0.679降低至0.372,比热处理前下降了约45.2%。

真空热处理对95W-3.5Ni-1.5Fe高密度合金组织和性能的影响

研究了真空热处理对95W－3．5Ni－1．5Fe高密度钨合金性能的影响。经真空热处理后，不但消除了氢脆的影响，还减少了磷的晶界偏析程度，使合金强韧性得到了改善。

真空热处理对镀Al薄膜NdFeB磁体组织和耐蚀性的影响

用直流磁控溅射工艺,在NdFeB磁体表面镀Al薄膜,并对镀Al薄膜的磁体进行真空热处理,研究工艺、温度和时间对镀层成分、组织和性能的影响。结果表明:NdFeB镀Al薄膜磁体经650℃,10 min热处理后,综合性能最佳,Al膜层与Nd-FeB磁体在界面产生冶金结合,增强了界面结合力,又保持了Al膜层的完整性、连续性和良好耐蚀性。通过对样品微组织的观察发现,当热处理温度高于650℃时,Al膜层与基体之间产生互扩散,形成新的RFeAlB相,随着温度继续升高,新相的长大,破坏了Al膜层的完整性和连续性,产生许多微缺陷和裂纹,耐蚀性降低。

LD钢冷摆辗模具的真空热处理

采用ＬＤ钢代替Ｃｒ１２ＭｏＶ钢制造了冷摆辗模具。通过真空热处理稳定了模具的强韧性，有效地克服了模具由于开裂引起的早期失效，使冷摆辗模具的使用寿命得到显著提高。

真空热处理对Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层体系组织结构及元素扩散行为的影响

采用电弧离子镀(AIP)技术在Ti6Al4V基体表面沉积制备了NiCrAlY涂层。通过金相观察(OM)、扫描电镜(SEM)与能谱(EDS)分析、X射线衍射(XRD)分析以及显微硬度测试,研究了真空热处理对NiCrAlY涂层组织性能的影响,讨论了Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层界面元素扩散规律。结果表明:700℃真空热处理后,NiCrAlY涂层中开始析出γ′ Ni3Al相,这提高了涂层的表面硬度;在700℃温度下,Ti6Al4V基体/NiCrAlY涂层界面由外至内出现Ni3(Al,Ti)、TiNi和Ti2Ni中间化合物层,并随着温度提高,界面处中间化合物层增厚;700℃时,主要发生了镍、钛元素的扩散,铬元素在870℃开始发生扩散。当温度提高到950℃后,由于镍元素大量向Ti6Al4V基体扩散引起涂层的退化失效。

真空热处理日本落叶松木材化学性质的变化

为了揭示真空热处理对日本落叶松Larix kaempferi木材的作用机制,以日本落叶松木材为研究对象,分别在160,180,200,220和240℃的条件下对木材进行真空-常压热处理4h.采用X射线衍射法研究了热处理对木材结晶性能的影响;利用傅里叶红外光谱、固体核磁共振和电子自旋共振分析了木材在热处理过程中化学基团和表面自由基的变化.结果表明：经真空度为0.05-0.09MPa联合常压热处理后,木材纤维素结晶度的变化趋势为先增大,后减小,再增大.未处理材结晶度为36.21%,热处理温度为160,180,200,220和240℃时,木材的结晶度分别为43.56%,46.26%,32.09%,32.66%和37.97%.随着热处理温度的升高,木材中羰基官能团减少,热处理过程中木材半纤维素发生降解脱除乙酰基,酚型木素结构单元增多,醚化木质素结构单元减少.热处理前后木材表面自由基类型未发生改变,随着热处理温度的升高,木材表面自由基的数量增加.真空热处理对半纤维素与木质素产生了不同程度的影响,对纤维素的影响相对较小,通过对不同热处理条件下日本落叶松木材化学性质的分析,进一步阐释了真空热处理对木材的作用机制。

Cr12钢真空热处理组织和性能研究

Cr12钢经真空热处理和普通热处理后,对其变形量、硬度、冲击韧度、抗弯强度、耐磨性进行测定,并观察其显微组织和断口形貌。结果表明:Cr12钢经真空热处理后,其力学性能明显高于普通热处理的,其冲击韧度、抗弯强度和耐磨性分别提高31.8%、18.5%和33.7%。真空热处理后的碳化物分布较均匀细小,抗弯断口上韧窝比普通热处理的密集,晶粒更细小。生产实际应用表明:Cr12钢模具经真空热处理后使用寿命明显提高。