QPQ盐浴氮化17-4PH不锈钢的显微组织分析

采用X衍射和带能谱仪的扫描显微镜研究了17-4PH不锈钢QPQ(淬火-抛光-淬火)处理后渗层的显微组织和其中的C、N、O元素分布。结果表明:QPQ盐浴复合处理后可获得厚约60μm的渗层;表层为Fe3O4,亚表层为Fe2(N,C),最内层为CrN+αN扩展马氏体层。QPQ处理层的15～25μm范围内存在γ′-Fe4N,氧化物层和氮化物层的接触界面处会发生ξ-Fe2N1-x形核;氧浓度只在表面约3μm范围内具有最高值;N和C的浓度随深度增加在亚表面处先后出现峰值;除去表面的疏松氧化物层后,渗层的显微硬度随深度增加先升高后下降。

316L奥氏体不锈钢QPQ盐浴复合处理后的显微组织分析

采用逐层X射线衍射和扫描电镜研究了316L奥氏体不锈钢经QPQ盐浴复合处理后的显微组织。结果表明,渗层组织由表面约10μm厚的Fe3O4和-ξFe2N混合层组成,最内层为含氮扩展奥氏体(S相),在混合层和S相之间为γ-′Fe4N相。在距离表面约10μm的地方,氧含量较高;随着厚度增加并超过10μm时,氧浓度急剧下降,而N浓度随着厚度的增加在约10μm的厚度处达到峰值,之后急剧下降再稍稍升高。

高压直流等离子氮化温度对316L不锈钢显微组织和磨损性能的影响

用高压直流辉光放电等离子方法对316LSS进行渗氮处理,研究了氮化温度对渗层的组织和性能的影响。利用XRD衍射仪、光学显微镜、表面显微硬度计和带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)分别分析渗氮层的相组成、厚度和显微结构、表面硬度、N和Cr原子的浓度。结果表明:当氮化温度350℃≤T≤400℃时,氮化层为单一的S相;温度为480℃时,S相衍射峰消失,仅剩CrN相;氮化后获得约为5～9μm的渗层;渗层深度和表面显微硬度随着温度的升高而增加。用环块式的方法评价磨损性能的结果表明:不锈钢表面的耐磨性提高一倍以上;未氮化的不锈钢主要存在粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损;等离子氮化的主要存在氧化磨损。

直流等离子氮化工艺对316L不锈钢组织和磨损的影响

应用高压直流辉光放电等离子技术，改变氮化工艺参数，对316L奥氏体不锈钢进行表面渗氮处理。利用XRD衍射仪分析渗氮层的相组成，SEM观察氮化层厚度和结构，表面显微硬度计检测渗层的表面硬度，结果表明：当氮化温度T为400℃时，氮化层为单一的S-phase；当420℃≤T〈480℃时，氮化层为CrN＋S—phase两相混合；当温度为480℃时，S—phase衍射峰消失，仅出现CrN相；渗层厚度约为5～9μm，渗层深度随着温度和气压的升高而增加；表面显微硬度随着温度和气压的增加而增加，最高的表面显微硬度可达839Hv0.1。在MM200磨损实验机上用环块式的方法评价磨损性能，结果表明等离子氮化显著提高了不锈钢表面的耐磨性能；用SEM观察磨损表面形貌，表明未氮化的不锈钢的磨损机制主要是粘着磨损、氧化磨损和磨粒磨损；等离子氮化试样的磨损机制主要是氧化磨损。

17-4PH不锈钢盐浴复合氮化处理研究

对比研究了不同温度下盐浴复合渗氮处理对马氏体不锈钢微观组织的影响及不同处理温度下材料硬度和耐磨性的变化。研究结果表明:盐浴渗氮处理后,17-4PH不锈钢渗氮层中主要物相为含扩展(含氮)马氏体、CrN、Fe4N以及Fe3O4,处理温度越高,不锈钢渗氮层中形成的Fe3O4以及CrN含量越多。含氮马氏体的晶格常数随氮化处理温度的提高而上升,该钢在盐浴渗氮中的激活能为190.9kJ/mol。17-4PH不锈钢进行盐浴渗氮处理后,能得到较厚的渗氮层。处理温度越高,渗氮层越厚。渗氮处理后,材料的滑动磨损量大大下降,由未处理状态时的21.1mg降低到580℃盐浴渗氮处理后的1.0mg。

17-4PH不锈钢长期时效对拉伸性能的影响

通过拉伸实验研究了17-4PH马氏体不锈钢分别在温度350℃、400℃长期时效后的力学性能变化,并用扫描电镜(SEM)和透射显微镜(TEM)观察了不同时效时间的拉伸断口形貌和显微组织演化。结果表明:随着时效时间的延长,屈服强度和抗拉强度升高而断面收缩率和伸长率则相反;断口由细小韧窝向粗大韧窝转变,经过长期时效的试样断口上有二次裂纹。TEM分析表明,该钢在时效过程中发生spinodal分解,分解生成为富Cr的α’相和富Fe的α相是该钢强度逐渐升高,塑性逐渐下降的主要原因。

热处理时间对反应堆压力容器用镍基焊丝机械性能的影响

用于反应堆压力容器制造的镍基焊丝试样经过29h的热处理后,室温抗拉强度>700MPa,延伸率<30%,不符合设计要求。经分析后,将热处理时间由29h减少到16h,镍基焊材的室温抗拉强度在550～700MPa,延伸率>30%,达到了设计要求。

QPQ盐浴氮化对合金灰铸铁显微组织和耐磨性的影响

通过X射线衍射相分析和金相分析,发现采用不同的加热、保温和冷却方式获得的不同基体组织的合金灰铸铁,经QPQ盐浴氮化处理后渗层组织中存在Fe3O4和Fe2N;铁素体含量越高,渗层越厚。通过对不同基体组织的合金灰铸铁在QPQ处理前后的磨损速率的比较,发现经QPQ处理后的合金灰铸铁试样磨损速率为QPQ处理前的1.6%～5.7%。

球铁基体组织对QPQ盐浴渗氮层深度和耐磨性的影响

对不同铁素体含量基体组织的球墨铸铁进行了QPQ盐浴渗氮试验,对渗层进行了显微组织观察和物相分析。试验结果表明,渗层组织中主要为Fe3O4和Fe2N相,且基体组织中铁素体含量越高,渗层越厚。通过对不同基体组织的球墨铸铁进行QPQ处理前后磨损速率的比较,结果表明经QPQ处理后的球墨铸铁试样磨损速率为QPQ处理前的4.3%～19%。