面纳米化对20Cr钢低温气体渗氮影响

为了研究表面纳米化对20Cr钢低温气体渗氮的影响，采用超音速微粒轰击技术（SupersonicFineParticlesBombarding，SFPB）对20cr钢进行了表面纳米化制备，并对其进行了低温气体渗氮处理，利用XRD、TEM和维氏硬度计对处理后试样的组织结构和力学性能进行了测试。结果表明，SFPB处理后20Cr钢表层平均晶粒尺寸约为19．4nm，表面硬度达到570HV，比原始硬度提高了2．73倍。经低温气体渗氮后，SFPB处理层的渗氮层深度随温度的升高而逐渐加深，在450℃渗氮3h后获得了具有实用价值的化合物层，厚度6～10μm，渗氮6h后化合物层厚度增加到12—15μm，氮化层深度达到约250μm，表面硬度提高到1185HV；而非SFPB层在450℃渗氮6h后表面化合物层仅约2μm，扩散层厚度约50μm。

不锈钢表面低温气体渗氮层组织结构及合金元素对其的影响

采用低温气体渗氮工艺对1Cr17和1Cr17Ni2不锈钢进行表面改性处理。利用光学显微镜、X射线衍射分析(XRD)、X光电子谱分析仪(XPS)、显微硬度计等研究了不同工艺下渗氮层的组织结构和硬度,获得渗层增长动力学曲线,分析合金元素对渗层组织结构和渗层增长的影响。结果表明:采用低温气体渗氮处理可在不锈钢表面形成一定厚度的致密且完整的改性层,不锈钢表面硬度显著提升。渗氮层主要由含氮"膨胀"α相(αN)和Fe_(2~3)N相组成。Ni元素有利于含氮"膨胀"α相的形成和渗层厚度的增加以及渗层硬度的提高。

0Cr18Ni9不锈钢表面纳米化组织及其热稳定性对低温渗氮行为的影响

采用超音速微粒轰击技术(SFPB)对0Cr18Ni9不锈钢试样进行了表面纳米化处理,并对SFPB处理后的试样进行热处理和低温气体渗氮处理,分析讨论了表面纳米化组织及其热稳定性对低温渗氮行为的影响.结果表明:经SFPB处理后,试样表层形成厚约250μm的变形区,表面组织为纳米晶,平均晶粒尺寸为15 nm,其变形机制以孪生为主,变形同时表面发生了马氏体相变,表面硬度明显提高.对SFPB处理的试样经450℃热处理后,纳米晶未发生明显粗化,马氏体量减少很小,硬度保持稳定,因而具有良好的热稳定性.晶粒细化、马氏体相变及其良好的热稳定性有利于实现低温快速渗氮,使渗层厚度明显增加,表层硬度得到进一步提高,硬度分布梯度也得到了改善.

40Cr钢表面纳米化对气体渗氮行为的影响

采用超音速微粒轰击技术对40Cr钢经调质处理后进行单面表面纳米化,使其表面形成晶粒尺寸约10nm的纳米晶层,然后对试样进行不同温度和时间的低温气体渗氮。利用金相法,硬度法和X射线衍射法对试样两面的渗氮层进行分析对比。结果表明:纳米层表面形成氮化物的温度可降至300℃左右,而在450℃时,原始粗晶面气体渗氮才形成连续的氮化物层。主要原因是表面纳米化后大量的晶界为氮原子的扩散提供了通道,同时,晶界和晶内存在的缺陷也可降低氮化物形成的氮势门槛值。