稀土对等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响

目的研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法将稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O添加到电解液中,在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪分析渗层的表面形貌、截面组织和相结构,利用维氏硬度计、洛氏硬度计和摩擦磨损试验机评价渗层的硬度、塑韧性和耐磨性。结果渗碳层主要由碳化物、“膨胀”α相和少量铁氧化物组成,稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O均可以促进等离子体电解渗碳层表面碳化物的生成,且稀土CeCl_(3)·7H_(2)O可以有效抑制渗层表面铁氧化物的生成。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层表面多孔化合物层厚度由20μm分别减小至15μm和8μm,致密层+扩散层的厚度从20μm分别增加至46μm和45μm。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层的有效硬化层厚度可达70μm,是不加稀土时的3倍以上,截面硬度呈梯度分布。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O后,渗层表面洛氏压痕附近的径向裂纹出现了明显的偏转。添加稀土LaCl_(3)·7H_(2)O可使摩擦前期摩擦因数显著降低至0.14,磨痕宽度减至534μm,主要发生氧化磨损、化合物层剥落和磨粒磨损,而添加稀土CeCl_(3)·7H_(2)O可使摩擦因数一直维持在0.21左右,磨痕宽度显著减少至226μm,主要发生轻微的磨粒磨损。结论稀土LaCl_(3)·7H_(2)O和CeCl_(3)·7H_(2)O均可以改善渗层表面质量,提高等离子体电解渗碳层的耐磨性,且稀土CeCl_(3)·7H_(2)O的效果更显著。

不锈钢在甘油体系中等离子体电解渗碳层特性研究

以甘油+20%水溶液为电解液,利用液相等离子体电解渗技术在AISI304不锈钢表面成功实现了快速渗碳。分析了渗碳层的组织结构,并评估了渗碳层与GCr15钢球对磨时摩擦学行为。结果表明,经过3min/350 V等离子体电解渗处理,渗碳层深度达到85μm,最大显微硬度达到762 HV0.02。干摩擦条件下,渗碳层的磨损率比不锈钢基体降低了一个数量级。

等离子体电解渗碳对AZ91D镁合金耐蚀性的影响

将AZ91D镁合金在甘油碳酸钠电解液中进行等离子体电解渗透处理。利用SEM,XRD分析试样的表面形貌及相组成,用极化曲线及点滴实验分析其耐蚀性。结果表明:经过处理后的试样形成不均匀的表面形貌,并存在含碳的新物相;自腐蚀电流密度明显减小,自腐蚀电位正移;点滴实验的变色时间延长。渗碳层在一定程度上提高了基体的耐蚀性。

T8钢液相等离子体电解渗碳的扩散过程和光谱学分析

采用阴极液相等离子体电解渗技术实现了T8碳钢表面的快速渗碳。测量了样品内部温度与外加电压的关系,并评估了在不同电压下碳在钢中的扩散过程和等离子体放电的光谱特征。结果表明,T8碳钢在甘油水溶液中经1min渗碳处理后可得到20-30μm厚的硬化层。在外加电压为360 V电压、样品表面温度约为650℃的条件下,碳的扩散系数为6.7×10-8cm2·s-1;在外加电压为380 V、样品表面温度约800℃的条件下,碳的扩散系数为1.5×10-7cm2·s-1。气膜放电击穿产生的等离子体处于局部热平衡状态,电子温度为5000-12000 K。等离子体区的瞬时高温为有机物的分解和碳的快速扩散提供了有利条件,碳的扩散系数比同温度下传统固体渗碳提高了一个数量级,扩散激活能也明显降低。