渗硼时间对45钢固体粉末渗硼渗层组织与性能的影响

以45钢为基材对其表面进行固体粉末渗硼,探讨渗层生长行为及渗硼时间与渗层组织及性能的关系。结果表明,渗硼层由硼化物Fe2B构成,硼化物以长短不齐的方式垂直楔入基体形成连续针齿状层,与基体牢固结合。随渗硼时间延长,渗层厚度先快速增大后缓慢增加。渗层生长动力学符合抛物线规律。渗层显微硬度随渗层深度增加,先开始有所增加,后出现明显降低,最后缓慢降低。延长渗硼时间,渗硼深度增加,且显微硬度和耐磨性均能增加。

粉末渗硼工艺在硅钢片冲模中的应用

以实践为基础 ,针对目前国内模具使用寿命太短的问题 ,采用粉末渗硼工艺 ,具有设备简单、操作方便、工件不需处理等优点 ,与同型号末经渗硼的模具相比 ,寿命提高

稀土元素在粉末渗硼中的作用

本文系统地究研了稀土元素对粉末渗硼的催渗作用以及工艺参教、渗剂成份诸因素对稀土催渗作用的影响,从而探索出稀土元素在渗硼过程中的一些规律。与一般渗硼相比,加入适量的稀土可使渗硼层组织和疏松明显改善,渗层硬度以及耐蚀性和抗氧性均有所提高。

铝合金压铸模具涂剂粉末渗硼

在对涂剂粉末渗硼和不涂剂粉末渗硼处理后其组织和性能对比的研究基础上 ,对铝合金压铸模具进行涂剂粉末渗硼 ,试验结果表明 ,涂剂粉末渗硼新工艺是铝合金压铸模具一种实用的强化方法 。

稀土粉末渗硼剂的试验研究

本文对B-RE共渗剂及其工艺进行了研究,结果表明,稀土在粉末渗硼中能有效地提高渗硼层的生长速度,所研制的渗硼剂性能稳定,渗速可提高20～30%。根据研究成果,提出了渗剂设计的基本思路。

45钢冷拔模稀土粉末渗硼

简要介绍了45钢冷拔模经稀土粉末渗硼的工艺方法及性能试验。经实际应用,稀土粉末渗硼改善了冷拔模表层的组织与性能,增加了模具表面的滑化效果,提高了拉拔钢管的表面质量,延长了模具使用寿命。

稀土元素对粉末渗硼渗层深度的影响

本文研究了不同稀土含量对粉末渗硼层深的影响。试验结果表明,粉末渗硼剂中加入稀土元素均有催渗作用,并存在一个起明显催渗作用的最佳值。本章分析了稀土含量对渗硼过程动力学及表层硬度的影响,对稀土催渗机理进行了探讨。

直流电场增强粉末渗硼特性研究

将20钢和45钢试样置于渗罐中平行的板状正负电极上及靠近和远离电极的部位,并施加一直流电场,以研究800℃时直流电场在粉末渗硼中的作用。试验结果表明,直流电场对渗罐内不同位置试样及同一试样的不同部位的渗硼作用不同,远离电极的试样渗硼速度比常规渗硼的还要低;从正极到负极,直流电场的促渗作用逐渐增强,直流电场促进试样渗硼的作用主要表现于面向正极的试样面。这种结果是由直流电场对渗硼过程中渗剂的化学反应、含硼活性基团及硼的扩散的影响所决定的。

20钢包埋粉末渗硼层的组织及耐蚀性能研究

研究了20钢在不同渗硼温度和不同渗硼时间下对渗硼层组织和性能的影响。用金相显微镜和扫描电镜观察了渗硼层的形貌,测定了渗硼层的厚度;用维氏硬度计测定了渗硼层的硬度;用纳米压痕仪测定了渗硼层不同深度的硬度;评定了渗硼层与基体的结合力;采用X射线衍射仪分析了渗硼层的物相组成;在不同溶液中进行了渗硼层耐蚀性试验。结果表明:渗硼层厚度均匀,呈齿状结构,与基体结合牢固,渗硼层主要由Fe_2B组成。在860℃下保温不同时间,渗硼层的厚度随时间的增长而增大;在不同温度下保温5h时,渗硼层的厚度随温度的升高而逐渐增大。渗硼层表层硬度稍低,然后升高达到最大值,在渗层与过渡区的交界处急剧下降。除HNO_3外,渗硼处理后的试样在HCl、H_2SO_4、NaCl和NaOH溶液中的耐蚀性均比未渗硼的试样好。

2205双相不锈钢包埋粉末渗硼性能研究

目的提高2205双相不锈钢的硬度和耐蚀性能。方法 2205双相不锈钢采用固体包埋粉末渗硼,于马沸炉中分别在830、860、890℃下保温5 h;在860℃下保温3、5、7 h,随炉冷却到室温。用金相显微镜、扫描电镜观察渗硼层的形貌和测定渗硼层的厚度,用维氏硬度计测定渗硼层的硬度,用纳米压痕仪测定渗硼层不同深度的硬度,用X射线衍射仪分析渗硼层的物相组成,评定渗硼层与基体的结合力,做不同介质下耐蚀性对比试验。结果渗硼层与基体结合牢固,破坏等级评为一级,渗硼层主要由Fe2B单相组成。在860℃下保温不同时间,渗硼层的厚度及硬度均随时间的增长而逐渐增大;在不同温度下保温5h时,渗硼层的厚度及硬度随温度的升高而逐渐增大。渗硼后试样在质量分数都为10%的HCl和Na Cl溶液中耐蚀性提高,在质量分数均为10%的H_2SO_4、NaOH和HNO_3溶液中耐蚀性变差。结论固体粉末包埋法渗硼工艺改善了2205双相不锈钢的表面组织和性能,有效提高了其硬度及耐蚀性。

1Cr13钢包埋粉末渗硼的性能研究

研究了1Cr13钢在不同渗硼温度下保温5 h对渗硼层组织和性能的影响。用扫描电镜观察了1Cr13钢渗硼后的断面形貌;用XRD分析了渗硼层的物相;用纳米压痕仪测量了渗硼层的硬度。结果表明:渗硼层不呈现梳齿形状,当渗硼温度较高时,渗硼层中明显存在疏松、孔洞;渗硼层由Fe2B相构成;在不同温度下保温5 h,渗硼层深度和硬度都随温度的升高而增加;渗硼层与基体结合良好。

灰铸铁粉末渗硼渗层组织的研究

对灰铸铁粉末渗硼的过程进行研究,分析讨论了不同温度下,保持不同时间以及不同含量的 B_4C 对渗硼层深度的影响及渗硼组织特点.研究结果表明:灰铸铁渗硼、渗层由硼化物(双相或单相)层和过渡医组成.其渗硼层厚度虽不如碳钢深,但硬度仍很高,且控制供硼剂的含量可获单相渗层,粉末渗硼设备简单,操作容易,表面易处理,便于推广.

40CrNiMo钢棱角位交流电场辅助粉末渗硼层的组织与性能

以Al_(2)O_(3)为填充剂和活性炭为添加剂的改性粉末为渗硼剂,采用40CrNiMo钢为基体,在75 V/100 Hz交流电场作用下于630、650、700、750和850℃进行电场增强辅助固体渗硼。采用X射线衍射仪、扫描电镜和硬度计对渗硼后的样品进行显微分析及性能测试。结果表明:交流电场对渗硼过程有明显的促进作用,即便在较低的渗硼温度(750、700和650℃)下也可以在40CrNiMo钢试样的平面及棱角区域形成单一的Fe_(2)B相渗硼层;850℃时,渗硼层的棱角部位出现了少量的FeB相。温度过高(如850℃)及过高的电场辅助渗硼电流(如700℃渗硼时的2.38 A电流),会使渗硼层表面形成疏松表层,不利于致密渗硼层的形成;750℃渗硼4 h后的渗硼层具有最高的致密性和渗层硬度,其渗层厚度和表层区域硬度分别为120μm和1700 HV0.05。

渗硼强化对铁基粉末冶金材料的性能影响

通过固体粉末渗硼法直接烧结粉末压坯,制备具有渗硼层的铁基材料。对铁基粉末压坯在不同温度和时间下分别进行渗硼处理,采用金相显微镜观察了渗硼层的形貌,测定了渗硼层的厚度;用洛氏硬度计测定了渗硼层的表面硬度;用X射线衍射仪分析了渗硼层的物相组成;在MMW-2型摩擦磨损实验机测试了试样的摩擦磨损性能。结果表明,渗硼层主要由Fe 2B单相组成,其厚度均匀且与基体结合牢固,渗层厚度和硬度随时间及温度的增加而逐渐增加,渗层厚度过薄或者过厚都会造成渗层组织与基体的结合力的下降。用此方法烧结渗硼,渗层厚度有最佳值范围,应通过控制烧结温度、保温时间确保渗层厚度在合适的范围内,有利于保证渗硼层与基体的结合力,从而降低渗硼层的脆性并改善材料的摩擦磨损性能。

铁基渗硼强化粉末冶金材料的性能及渗层生长动力学研究

目的通过固体粉末渗硼法直接烧结铁基粉末冶金材料,制备具有渗硼层的试样。方法采用固体渗硼工艺对铁基粉末冶金材料在1123、1223、1323 K温度下渗硼处理3、5、7、10 h,采用光学显微镜及扫描电镜(SEM)观察了渗硼层的形貌,测定了渗硼层的厚度。用X射线衍射仪分析了渗硼层的物相组成,用摩擦磨损试验评估渗硼层的耐磨性,采用Rockwell-C粘附性试验评估渗硼层与基体的粘合强度质量。对渗层的生长动力学曲线进行拟合,得出渗层动力学曲线和厚度等值线图。结果试样的渗硼层厚度为35~183μm,1323 K条件下获得双相渗硼层(Fe_2B+FeB),1123 K及1223 K条件下获得单相渗硼层Fe_2B。试样在1223 K温度下渗硼处理5 h获得的渗硼层的耐磨性最佳,其粘合强度质量根据规范通过HF3等级认可。该试验中B元素的扩散激活能为164 kJ/mol。结论烧结温度和渗硼时间与渗层厚度关系密切,渗硼时间与渗层厚度的关系呈现出抛物线关系。厚度值的平方与渗硼时间符合阿瑞纽斯(Arrhenius)公式呈线性关系。渗硼层的显微硬度显著高于基体硬度,随时间的增加,渗层中出现较多的孔洞与疏松,渗硼层形状由明显的梳齿状逐渐变成不太明显的梳齿状,此情况在高温下更加明显。

交流电场作用下的中低碳钢低温粉末法渗硼

以低碳20钢、中碳45钢为渗扩对象进行交流电场作用下的低温粉末法渗硼,对渗硼层厚度、显微组织、相结构及硬度进行观测分析。试验结果表明:在600℃、4h保温条件下,20钢、45钢经交流电场增强渗硼获得的渗硼层厚度远远大于常规渗硼得到的渗层厚度;在交流电场作用下,渗层厚度随渗剂中硼铁含量的增加而快速增加;硼铁含量小于等于10%时,渗硼层基本由Fe2B单相构成;而硼铁含量大于等于15%时,渗硼层则由FeB+Fe2B两相构成。对交流电场在渗硼中的作用机制进行了初步分析。

电场频率对45钢交流电场增强粉末法渗硼的影响

在800℃粉末法渗硼过程中对中碳45钢试样和渗剂施加交流电场,研究电场频率对粉末法渗硼的影响规律和作用机制。对渗硼保温过程中试样的温度、渗硼层显微组织、相结构、厚度及显微硬度分布等进行观测分析。结果表明:交流电场使试样温度高于渗硼保温炉温,电场电流恒定时,随频率从20Hz增至400Hz,试样温升先降低后升高,硼化物层及增碳区厚度均先减小后增加;当电场电流为3A时,硼化物层为单相Fe2B;当电场电流≤2A时,随频率增加,硼化物层由FeB+Fe2B双相变为单相Fe2B,渗层表层硬度降低、硬度分布曲线趋于平缓。分析认为,电场频率通过综合影响渗剂反应、活性硼原子及含硼活性基团在试样表面的吸附和试样内原子的扩散来影响渗硼。

交流电场增强45钢中温粉末法硼铝共渗特性

为克服传统粉末法硼铝共渗存在的处理温度高、渗速慢以及渗剂利用率低的缺点,研究以交流电场加速中碳45钢中温粉末法硼铝共渗。分别采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜能谱仪和显微硬度计等观测共渗层厚度、组织、相结构、成分分布及硬度分布,研究电场对共渗的影响,分析硼、铝的交互作用。研究发现:交流电场对硼铝共渗的促进程度与渗剂配比有关;当渗剂中铝粉的质量分数低于3%时,共渗以渗硼为主,共渗层组织主要为表层含铝的锯齿状硼化物,铝促进硼化物生长,在施加交流电场时表现更为显著,当电场电流为2 A时,铝的促渗作用在铝粉的质量分数为2%时达到峰值,渗层厚度约为相应不加铝粉的3倍,而当电场电流增至6 A时,渗层厚度约为相应不加铝粉的10倍,增加电场电流会增加渗层次表层的硬度;当渗剂中铝粉的质量分数≥3%时,共渗以渗铝为主,渗层组织表现为渗铝特征,但渗层厚度远比相应单一渗铝的薄,交流电场的促渗作用不显著。

交流电场对Q215钢800℃粉末法渗硼硼化物层生长的影响

与传统粉末法渗硼对比,研究交流电场对800℃不同渗剂条件下Q215钢渗硼层中FeB与Fe2B相生长的影响。结果表明:常规渗硼在渗剂硼铁含量低于3%、渗层未形成FeB时,增加硼铁可显著促进渗硼层生长;然后进一步增加硼铁含量,渗层出现FeB,但对渗层厚度影响不大。交流电场显著促进渗硼层生长,随硼铁含量的增加,渗层厚度先增后减。硼铁高于10%后,渗层才出现FeB。施加交流电场改善内扩散,可影响Fe2B、FeB生长和转化。