催化剂对Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金表面Si-Zr-Y共渗层组织的影响

使用不同种类催化剂(NaF,NH_4F,NH_4Cl,NaBr和NaCl)经1250℃保温8 h扩散共渗,在新型Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金表面制备了Si-Zr-Y共渗层,分析了各共渗层的结构及相组成,并对其组织形成过程进行了讨论.结果表明:不同种类催化剂制备的共渗层由外至内均由(Nb,X)Si_2(X表示元素Ti,Cr和Hf)外层,(Ti,Nb)_5Si_4过渡层及富Al,Cr和Y的(Nb,X)_5Si_3内层组成.在5种催化剂中,采用NaF和NH_4F时制备的共渗层较厚、组织致密,且采用NaF时所制备的共渗层中Zr和Y的含量较高;采用NH_4Cl,NaBr和NaCl时制备的共渗层较薄且表面分布有大量的孔洞以及ZrO_2和HfO_2氧化物.渗包内Si的卤化物平衡气相分压较高时制备的共渗层较厚且组织致密;而Zr和Y的卤化物平衡气相分压对其在共渗层中的含量没有显著影响.

碳氮共渗M50NiL钢的磨削变质层微观组织和力学性能研究

以碳氮共渗热处理后的M50NiL钢为研究对象,对不同粒度砂轮磨削后试样的表层微观形貌、表层组织结构、残余应力、显微硬度等进行了研究分析。研究结果表明,磨削后的试样表层变质层为非常细小的形变马氏体组织+奥氏体组织,为纳米晶区,晶面扭转现象明显,奥氏体含量与磨削热有直接关系,磨削后的表面变质层可分为3个部分,0~20μm的表层磨削热变质层、20~70μm的高硬度变质层及70~200μm的扩散变质层。为降低砂轮粒度对变质层组织性能的影响,可在磨削后去除适量的表面磨削变质层,但去除量不能超过磨削热变质层区的范围,以获得最佳的材料服役特性。

钨钼钇等离子共渗工艺及渗层组织的研究

利用辉光等离子渗金属技术,在低碳钢Q235表面进行钨钼钇共渗,研究了极间距、保温温度、气压、保温时间对渗层厚度的影响,进而确定最优工艺参数,并对渗层的金相组织、合金元素分布及物相组成进行分析。结果表明:极间距25mm、保温温度1 000℃、工作气压30Pa、保温时间3h为最优参数,所得渗层的厚度可达37μm;渗层组织为柱状晶,渗层与基体有一明显分界线;钨、钼在渗层中呈梯度分布,钇在渗层中呈不均匀分布并在晶界处发生偏聚。

稀土硼铝共渗初期渗层的相组成

通过透射电镜衍射及能谱分析，在稀土硼铝共渗初期的渗层中，检测到了稀土，但没有找到稀土化合物，渗层主要由Ｆｅ２Ｂ相组成，其中夹杂有少量Ｆｅ２３（Ｃ，Ｂ）６，ＡｌＦｅ３Ｃｘ，Ｆｅ３Ａｌ，ＦｅＳｉ２等化合物并存在富Ａｌ区。对共渗初期硼化物的形成进行了分析，解释了由于Ａｌ、Ｓｉ化合物的形成阻碍了位错的运动以及稀土的晶界强化、位错强化和固溶强化等是稀土硼铝共渗层性能提高的主要原因。

稀土对硼铝共渗过程及渗层性能的影响

本文研究了双涂层法稀土硼铝共渗工艺及渗层的性能,考察了稀土对渗层厚度、渗层表面硬度和渗层组织形态的影响,获得了稀土加入量的最佳值。试验结果表明:加入稀土后渗速可提高近1倍,改善了渗层的组织形态及性能。

渗硫参数对氮碳共渗表面形成FeS固体润滑层的影响

采用低温离子渗硫技术在CrMoCu合金铸铁离子氮碳共渗表面制备FeS固体润滑层。通过对FeS固体润滑层表面微观形貌的观察,初步分析了渗硫条件和氮碳共渗表面对其上FeS固体润滑层形成的影响。氮碳共渗表面细小的缺陷和凹坑为硫化物提供了形核的活性中心,利于形成以FeS相为主的较厚的FeS固体润滑层。渗硫温度对氮碳共渗表面形成FeS固体润滑层影响很大,当渗硫温度(硫罐温度/工件温度)为210℃/230℃时,FeS固体润滑层中S/Fe原子摩尔百分比值趋于1;当渗硫温度(硫罐温度/工件温度)小于或大于210℃/230℃时,FeS固体润滑层中S/Fe原子摩尔百分比值远小于1或远大于1,不利于FeS固体润滑层的形成。

纯镁表面真空扩散锌钇共渗层的组织及性能

采用真空扩散锌钇共渗方法,在400℃下对纯镁进行表面合金化改性处理。采用OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度、电化学腐蚀极化曲线测试等方法对渗层的组织结构、显微硬度和腐蚀性能进行分析。结果表明:表面合金化处理后,纯镁表面获得了致密的厚约2.7mm的合金反应渗层,渗层由金属间化合物Mg7Zn3、α-Mg饱和固溶体、α-Mg和I-Phase(Mg40Zn55Y5或Mg30Zn60Y10)片层共晶组织构成;该锌钇共渗层的显微硬度有很大的提高,并明显改善了纯镁在5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。

钢的硼铬稀土共渗层耐蚀性研究

对 Ｂ Ｃｒ Ｒ Ｅ共渗层在酸、碱、盐溶液中的腐蚀行为的研究表明，铬及稀土元素可明显提高硼化物的耐蚀性能，并对其机理进行了探讨。

固体硼氮共渗提高渗层的耐蚀性和抗高温氧化性能

用尿素为供氮剂进行固体硼氮共渗，研究了硼氮共渗层的耐蚀和抗高温氧化性能，并与渗硼层作了比较。结果表明，因先期渗入的氮原子在渗硼温度所起的有益作用，致使硼氮共渗层的耐蚀和抗高温氧化性能均优于渗硼层。

硼铬稀土共渗层与渗硼层粘着磨损特性的对比研究

研究了45钢固体硼铬稀土共渗层和渗硼层的粘着磨损特性，并对磨损机理进行了探讨。结果表明：硼铬稀土共渗层具有良好的抗咬合性和减摩性，其原因是共渗层的高温抗压强度高、表面氧化物膜致密并且与渗层的结合强度高。

TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层的组织及高温抗氧化性能

通过在1050℃下Si—Al—Y扩散共渗0～4h在TiAl合金表面制备了Al、Y改性的硅化物抗氧化渗层，分析了共渗层的结构及相组成，并对其组织形成机理及高温抗氧化性能进行了研究。结果表明：1050℃共渗4h所制备的共渗层具有多层结构，由外向内依次为TiSi2外层、（Ti，X）5Si4及（Ti，X）5Si3（X表示Nb，Cr）中间层、TiAl2和γ-TiAl内层及富Al的过渡层，其中Y元素主要富集于共渗层的外层和中间层。不同时间共渗的结果表明，Si-A1-Y共渗层的形成是一个在基体表面先沉积Al，后沉积Si的有序过程。经1000℃高温氧化20h后共渗层表面形成了由Ti02外层及SiO2A12O3次外层组成的致密氧化膜；Y的氧化物主要存在于氧化膜与残余共渗层的界面处，能够有效地增强膜层的附着力。

45钢的B-Cr-RE共渗层显微组织

对 45钢B Cr RE共渗和渗硼层的显微组织进行了观察研究。结果发现 ,与渗硼层相比 ,B Cr RE共渗层主要由Fe2 B相组成 ,齿状硼化物细长平直 ,中部组织更加致密 ,疏松较轻 ,外层空洞细小。淬火及氧化后的组织变化不大。

20钢固体粉末法渗硼和硼钒共渗的渗层研究

采用光学显微镜、扫描电镜和电子探针等检测手段,分析了20钢固体法渗硼和硼钒共渗的渗层组织结构、成分特点及其硬度分布。结果表明,硼钒共渗层厚度大于单一渗硼层,且渗层更加连续致密,其渗层主要由Fe2B、V2C和VB相组成,硼钒共渗层硬度比单一渗硼有所提高,硬度梯度较小。

工业纯铁稀土硼铝共渗的渗层组织及硼化物的形成机理

采用膏剂法对工业纯铁进行稀土硼铝共渗，观察了渗层组织，探讨了硼化物的形成机制。分析认为，硼化物既可在晶内形核，又可在晶界形核，并且，硼化物的生长具有方向性，并不因遇到阻力而改变。

TiAlNb9合金表面Si-Y共渗层的组织及摩擦磨损性能

通过1080℃下Si-Y扩散共渗5h的方法在TiAlNb9合金表面制备了Si-Y共渗层,采用SEM、EDS和XRD分析了共渗层组织结构,对比研究TiAlNb9和Si-Y共渗层与GCr15球对摩时的摩擦磨损行为.结果表明:Si-Y共渗层厚约33μm,组织均匀、致密,共渗层的外层主要为(Ti,Nb)Si2相,中间层分为上下两层,分别为(Ti,Nb)5Si4相和(Ti,Nb)5Si3相,内层为γ-TiAl相;在试验条件下,Si-Y共渗处理可显著提高TiAlNb9合金的抗摩擦磨损性能,TiAlNb9合金的磨损机理为犁削磨损和磨粒磨损,而Si-Y共渗层表面由于较高的硬度未发生明显磨损.

钢的硼-铬-稀土共渗层脆性行为研究

研究了钢的B-Cr-RE共渗层和渗硼层的脆性行为,表明,B-Cr-RE共渗层脆性明显低于渗硼层,且沿渗层不同深度的脆性分布呈“浴盆”型.进行适当渗后热处理可以降低渗层脆性.同时,对铬及稀土元素降低渗层脆性的机理作了探讨.

B-Cr-RE共渗层抗高温氧化性能的研究

试验证明，铬及稀土元素的渗入，使渗硼层抗高温氧化性能有明显提高，但在更高温度下（＞９００℃），渗层的抗氧化性能变差。同时，本文还深入地研究了渗硼层氧化的动力学规律。

高厚度化合物层的离子氮碳共渗处理

研究了如何在离子氮碳共渗过程中提高化合物层的厚度 ,同时对化合物层的微观组织结构和显微硬度进行了分析。结果表明 ,在离子氮碳共渗过程中 ,气氛中少量的碳能促进ε相的生成 ,有利于提高化合物层厚度 ;过量的碳会抑制ε相的生成 ,反而降低化合物层厚度。

温度对TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层组织结构的影响

通过在1000,1050,1100℃和1150℃下Si-Al-Y扩散共渗4h的方法,在TiAl合金表面制备了Y改性Si-Al共渗层,采用SEM,EDS和XRD分析了共渗温度对共渗层组织及相组成的影响。结果表明:不同温度所制备的Si-Al-Y共渗层均具有多层复合结构,共渗层的内层都是由TiAl2和γ-TiAl相组成,互扩散区为富Al的TiAl相,随温度的升高,共渗层外层和中间层的组成相都发生改变。经1000℃/4h共渗的最外层主要为TiAl3相;温度为1050℃时,由外向内依次为TiSi2外层,(Ti,X)5Si4及(Ti,X)5Si3(X表示元素Nb和Cr)中间层;1100℃和1150℃/4h条件下共渗层具有相似的结构,在1100℃/4h条件下其外层由(Ti,X)5Si4,(Ti,X)5Si3相组成;在1150℃/4h条件下其外层由(Ti,X)5Si3相组成。在四种温度条件下,1050℃/4h下制备的共渗层较厚,组织致密,适合用于Si-Al-Y共渗层的制备。

5CrMnMo钢膏剂硼铝共渗层的高温磨损特性

研究了 5CrMnMo钢膏剂硼铝共渗层的高温磨损特性。结果表明 ,渗层磨损机制以疲劳剥落为主 ,兼有磨粒磨损。剥落裂纹源于渗层中疏松、孔洞等缺陷处 。