ZrN单层、多层、梯度层及复合处理层对不锈钢固体粒子冲蚀行为的影响

对比研究了离子镀ZrN单层、多层、梯度层及其与离子渗氮复合处理对2Cr13马氏体不锈钢抗大小攻角固体粒子冲蚀性能的影响规律,通过硬度、韧性、结合强度、动静态承载能力等特性的综合测试与分析,探讨了表面处理层对不锈钢固体粒子冲蚀行为的作用机制.结果表明,上述4种表面改性层均显著提高了2Cr13不锈钢表面的硬度和抗微切削能力,因而有效改善了2Cr13钢抗30°小攻角固体粒子冲蚀性能.经离子渗氮层上沉积ZrN梯度层的复合处理后,其硬度由表面至基材呈梯度分布,界面应力分布连续性好,承载能力和抗塑性变形能力高,多冲疲劳性能优,能够显著提高基材抗90°大攻角固体粒子的冲蚀能力.然而,ZrN单层、多层、梯度层的抗多冲疲劳性能较差,其抗大攻角固体粒子的冲蚀能力反而不及2Cr13基材.

35CrMo钢离子氮化与激光相变硬化复合处理及真耐磨性的研究

介绍了３５ＣｒＭｏ钢氮化加激光相变复合处理后组织及硬度分布的规律，并在各种工艺和材料条件下进行了滑动磨粒磨损试验。结果证明：复合处理的淬硬层深度大于非氮化激光处理的硬化层。在滑动磨粒磨损条件下，与３５ＣｒＭｏ钢氮化或激光相变硬化相比，复合工艺可获得更好的耐磨性，基本与ＧＣｒ１５钢淬火、低温回火相当。

粉末钛合金的表面强化技术

低硬度和低耐磨性限制了钛合金尤其是粉末钛合金的实际应用。表面强化技术是提高粉末钛合金表面性能的有效手段之一。综述了近年来为提高钛合金表面硬度和耐磨性而采用的典型的表面强化技术,如激光表面改性、激光熔覆涂层、微弧氧化、离子注入、双层辉光离子渗和高频感应处理等。讨论了每种工艺方法的特点及其所获得表面强化层的结构和性能。最近,乌克兰国家科学院提出氮环境下钛合金的淬水技术,为钛合金表面强化提出了一个新的发展方向。

38CrMoAl钢离子渗氮与激光淬火硬化层倍增技术

本文对38Cr Mo Al钢离子渗氮与激光淬火硬化层倍增技术进行了研究;首先对渗氮层氮浓度分布及激光温度场进行模拟,并采用Thermo-Calc软件对Fe-C-N三相点进行了计算,从而对复合改性工艺进行设计;然后通过实验对模拟计算结果进行验证。结果表明:渗氮与激光淬火硬化层深相比于渗氮层或激光淬火层均有大幅度提升。渗氮与激光淬火硬化层倍增机制在于N元素的引入使相变温度从Fe-C二元共析点727℃降低到Fe-N-C三元共析点的577℃,因此在相同的温度分布下表层能够发生相变硬化的深度增加。

45钢的离子渗氮——激光复合热处理

本文研究了45钢的离子渗氮——激光复合热处理。研究发现渗氮层激光处理后硬度显著上升,耐磨性能大大提高。作者用透射电镜和X射线相分析法,分析讨论了复合热处理的强化机理。

LZ50钢表面离子氮化/激光淬火复合改性层扭动微动摩擦学行为研究

对LZ50车轴钢表面进行离子氮化/激光淬火复合处理。在对复合改性层进行表征的基础上,对比研究了复合改性层和基体在干态不同角位移幅值下的扭动微动磨损行为。结果表明,LZ50钢经过复合处理后在表面层形成了均匀分布的针状马氏体;复合处理改变了LZ50钢的扭动微动运行区域,使得混合区减小,滑移区向小角位移方向移动;复合改性层的摩擦扭矩和耗散能在整个运行区域都低于LZ50钢,其磨损程度明显降低,在部分滑移区损伤轻微,在混合区和滑移区,损伤主要表现为剥层、磨粒磨损和氧化磨损。总之,复合改性层具有良好的抗磨减摩特性。

42CrMo钢渗氮与激光淬火复合工艺的数值模拟

对调质态42CrMo钢分别进行了460℃离子渗氮8 h和16 h以及以相同工艺离子渗氮后激光淬火。采用MATLAB软件对渗氮层的氮浓度分布进行拟合,然后采用Abaqus有限元模拟软件对激光淬火过程中的温度场进行拟合,以获得采用两种表面硬化工艺产生的42CrMo钢的硬化层深度。结果表明:模拟结果与试验结果高度吻合,离子渗氮后激光淬火产生的硬化层明显比仅离子渗氮或激光淬火产生的硬化层深。渗氮使42CrMo钢奥氏体化温度降低到了577℃,因此与调质处理的42CrMo钢相比,以相同的功率激光加热经渗氮的42CrMo钢时其奥氏体化层的深度显著增加,从而硬化层更深、硬度更高。

激光相变硬化对离子渗氮层的影响

采用ＸＰＳ研究了３５ＣｒＭｏ钢离子氮化加激光相变硬化复合处理后不同层深处氮的变化。结果指出，复合工艺可在表层获得更深的氧氮化物层，含氮层的深度也将加大，并且与原渗氮层相比可在更深的位置得到氮化物层。

低合金钢渗镀复合处理层的摩擦学性能

为了进一步提高低合金钢表面硬度、改善其耐磨性能,利用等离子体渗氮和物理气象沉积TiN硬质膜技术在SCM415低合金钢表面形成渗镀复合处理强化层.表面HV可达到2000,并且有良好的硬度梯度.利用金相、X射线衍射以及原子力显微镜研究复合处理层的微观组织和相结构,结果表明:TiN硬质膜与离子渗氮形成的化合物之间有非常好的界面结合,在干摩擦条件下磨损性能较低合金钢渗碳淬火、离子渗氮样品有显著改善.

30CrMnSi钢离子渗氮-激光淬火复合处理改性层的性能

为了获得一种耐蚀性和耐磨性兼具的表面改性工艺,对30CrMnSi钢离子渗氮-激光淬火复合处理工艺进行了研究,先对试件进行离子渗氮处理,再使用激光扫描表面进行淬火处理,随后在试件上线切割标准检测试样,进行显微组织观察、硬度检测、摩擦磨损和耐蚀试验。结果表明,离子渗氮-激光淬火复合处理试样显微组织由表面隐晶马氏体组织逐渐过渡为心部回火索氏体组织,改性层厚度达到离子渗氮处理的2倍以上,表面硬度可提高50 HV;离子渗氮-激光淬火复合处理工艺有效提升了次表层组织的硬度和厚度,能够提高材料的耐磨损性能;离子渗氮-激光淬火复合处理改性层的耐蚀性相较于离子渗氮处理的较差。