深层QPQ工艺参数对3Cr13钢渗层组织的影响

选用3Cr13马氏体不锈钢作为实验材料,利用深层QPQ盐浴复合处理处理技术,研究氮化温度、氮化时间和氰酸根浓度对QPQ复合处理后的渗层组织的影响。运用显微硬度计检测渗层的厚度和显微硬度值的变化,运用金相显微镜观察氮化后试样渗层的显微组织,检测化合物层的厚度和质量。结果表明:随氮化温度的升高或氮化时间的延长渗层深度增加;经630℃×2h氮化可形成深度高达97μm的渗层组织;随氮化温度的升高,试样的表面硬度值在600℃后呈下降趋势,有疏松层的形成;氰酸根浓度对渗层的厚度影响显著,特别体现在扩散层的厚度上。而对试样表面硬度影响很小。

基于深层QPQ技术的氧化工艺影响工件表面硬度的研究

研究了基于深层QPQ技术的氧化工艺对工件表面硬度的影响。首先将工件经过645℃的高温盐浴渗氮(QPQ)处理1.5 h,再通过不同的温度进行氧化处理,氧化温度在225℃到420℃之间选取7个温度。由试样的表面硬度数据可知:随着氧化温度的降低,试样的表面硬度有所提高。通过X射线衍射分析得出:表面硬度的提升是由于试样在氧化时含氮奥氏体层中有纳米级的含氮物质析出,纳米级的弥散分布在奥氏体层起到弥散强化的作用,从而提升表面硬度。

深层QPQ处理的渗层组织和元素分布

用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪对45、40Cr和20钢深层QPQ处理渗层的显微组织、相组成和氮碳氧元素的浓度分布进行研究。结果表明,深层QPQ处理的渗层组织由氧化膜、疏松层、化合物层、中间层和扩散层组成。氧化膜为Fe3O4;化合物层主要由Fe3N、Fe4N以及少量α相组成;中间层主要由Fe4N和α相组成。氧元素主要存在于氧化膜和疏松层中;氮元素在化合物层中的分布比较平缓;中间层有较高的含氮量和较高的含碳量。通过对疏松层的扫描,观察到疏松层中氮元素明显减少和氧元素明显增加,从而为疏松层是由化合物层中氮原子分子化而形成孔洞的理论提供了直接有力的证据。

深层QPQ处理对45钢耐蚀性的影响

对调质态45钢进行深层QPQ及普通QPQ处理,通过SEM、EDS、金相显微镜和盐雾试验,研究了渗层的显微组织、氮氧元素分布及耐蚀性,并进行对比。结果表明:在一定范围内,随着渗氮温度的升高,试样的耐腐蚀性逐渐增强;渗氮温度640～660℃时,耐蚀性最好。深层QPQ技术与普通QPQ技术处理的试样渗层氮氧元素分布基本一致,耐蚀性决定于渗层中的化合物层,化合物层越深,耐蚀性越好。

深层QPQ技术盐浴新配方的研究

采用金相显微镜,XRD,SEM等检测方法对经不同盐浴配方深层QPQ技术处理后的45钢与35CrMo钢进行分析,找出具有较深的化合物层及薄的疏松层的最佳盐浴配方。结果表明,45钢在这[Na+]/[K+]为4∶6,[CNO-]为20%时,致密渗层最厚为61.7μm,疏松层最小为9μm;35CrMo钢在[Na+]/[K+]为4∶6,[CNO-]为30%时,致密渗层最厚为54.4μm,疏松层最小为9μm。

超深层QPQ处理的渗层组织和性能

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、纯弯曲疲劳试验机和磨损试验机等对经超深层QPQ处理渗层的显微组织、耐磨性和疲劳性能进行研究。结果表明,经超深层QPQ处理的45钢、40Cr和20钢的化合物层深度可达到70～80μm、中间层厚度达到20μm以上,耐磨性比深层QPQ处理成倍提高;45钢试样经超深层QPQ处理后的疲劳强度达到了376 MPa,是45钢退火态的旋转弯曲疲劳强度的1.99倍,但只比45钢试样经深层QPQ处理的后的旋转弯曲疲劳强度提高了18 MPa。

盐浴氮碳共渗对65Mn弹簧钢耐磨性的影响

目的探究一种可以显著提高65Mn弹簧钢耐磨性能的工艺,以满足其在高磨损环境下的使用性能要求。方法通过正交试验对65Mn进行QPQ处理,利用金相组织观察、SEM扫描及能谱分析、磨粒磨损等手段,探究不同氮碳共渗温度、共渗时间、氧化温度和氧化时间对试样显微组织结构及耐磨性能的影响,优化出常规QPQ和深层QPQ处理方案。结果经过QPQ处理的试样,渗层组织由外向内为氧化物层、疏松层、化合物层和扩散层。经深层QPQ处理的试样,在化合物层和扩散层中间有一层含氮奥氏体层。氧化物层的主要物相是Fe_3O_4,化合物层的主要物相是Fe_3N。QPQ处理后的试样经面扫描后,C、N、O元素分布有一定规律,其中C元素集中分布在试样表面,N元素主要集中在致密化合物层,O元素主要集中在样品表层和疏松空洞之中。结论深层QPQ工艺为640℃共渗2 h、350℃氧化40 min时,试样氧化层厚度达到15μm,化合物层厚30μm,奥氏体层厚10μm。深层QPQ处理后的65Mn的耐磨性能优异,磨损率达到0.166 mg/m。