盐浴氮化处理对球墨铸铁摩擦学行为的影响

针对轴向柱塞泵中柱塞副配对材料38CrMoAl/QT500在重载工况下表面承载能力低、耐磨性能差等问题,首次将盐浴氮化处理工艺运用于柱塞泵缸体材料QT500,将三种不同型号的球墨铸铁(QT450、QT500、QT550)作为试验材料,获得盐浴氮化表面改性层。根据实际应用工况,通过显微硬度仪和CFT-I往复式摩擦磨损仪,以及SEM和EDS分析渗氮后QT450、渗氮QT500、渗氮QT550和基体QT500在液体润滑状态下与38CrMoAl球体对磨的摩擦学行为,得到显微硬度、摩擦因数、磨损量、磨损形貌和磨损表面化学成分。结果表明在摩擦过程中,盐浴氮化处理后的球墨铸铁耐磨性能得到显著提升,达到减少磨损、提供连续且稳定的润滑效果,磨损机理主要是氧化磨损和疲劳磨损。

盐浴保护渗硼对渗氮30CrMnSi钢组织与硬度的影响

30CrMnSi钢表面渗入少量的硼,可以得到优良的表面力学性能,传统盐浴渗硼工艺温度高,晶粒容易长大。实验在渗硼之前,先往30CrMnSi钢表面渗入有细化晶粒作用的氮元素,从而抑制渗硼过程中的晶粒长大。而且硼可以与30CrMnSi钢中的锰组合成Mn-B系空冷贝氏体钢,正火后观察渗层组织和测试硬度,探讨优化渗层的方法。

等温冷却温度对GCr15盘条金相组织及网状碳化物的影响

利用实验室盐浴热处理炉,对15 mm GCr15风冷盘条进行盐浴等温热处理模拟试验,分析等温盐浴温度对盘条组织和网状碳化物的影响。结果表明:盐浴温度在525℃及以下进行等温冷却,盘条组织中存在马氏体,球化退火后网状碳化物不大于2.0级,抗拉强度1770~1920 MPa,断面收缩率1%~8%;盐浴温度在550℃以上进行等温冷却,盘条组织中无马氏体,且晶界渗碳体未成网状封闭,球化退火后网状碳化物不大于2.5级,抗拉强度1550~1710 MPa,断面收缩率25%~33%。盐浴等温冷却盘条的晶界渗碳体尺寸和网状碳化物级别均优于风冷盘条。

潜江组页岩弹性性质分析及各向异性岩石物理建模

岩石物理建模是定量描述页岩油气储层弹性性质的重要手段,然而不同地质成因、不同相态油气藏的弹性响应机理存在差异,需要结合岩石物理实验与地质特征分析予以明确,进而合理地开展理论建模研究.本研究针对江汉盆地潜江组盐间页岩油储层,综合数字岩心微观结构表征与岩心测试分析,在考虑研究区地质背景、岩石学特征、孔隙结构特征与弹性各向异性规律的基础上,提出了一套各向异性岩石物理建模流程,联合岩心数据与测井资料对本文构建的岩石物理模型以及由此获得的岩石物理解释量版进行了验证.进一步,基于该各向异性岩石物理模型与Metropolis-热浴算法提出了一种各向异性参数反演策略,并在潜江凹陷B井潜四下段展开应用,预测的纵、横波速度平均相对误差分别为-1.32%和-2.39%.研究结果表明,矿物的纹层特征、黏土的定向排列以及水平层理缝的存在共同影响着潜江组页岩的各向异性,将各向异性SCA、Backus平均、T-matrix理论组合后建立的岩石物理模型能够比较准确地描述潜江组页岩弹性响应规律.此外,基于该各向异性岩石物理模型的反演可以获得不同类型的孔隙含量、层理缝纵横比及各向异性,结果可为页岩储层力学性质评价、精确的速度建模以及工程地质参数分析提供依据.

盐浴氮化+氧化和QPQ处理对H13模具钢抗铝液腐蚀性能的影响

H13模具钢作为铝型材的成型模具常被高温铝液腐蚀而失效。研究了盐浴氮化+氧化和QPQ处理工艺对H13模具钢抗铝液腐蚀性能的影响。使用SEM和XRD对比分析处理前后试样的显微组织,使用维氏硬度计分析铝液腐蚀前后渗层的硬度变化。结果表明,两种处理后在试样表面都形成了致密的Fe_(3)O_(4)氧化层和氮化层。经过高温铝液腐蚀后基体和渗氮层的硬度都有一定程度的下降,而渗氮层的硬度(600.9 HV0.1)仍然比基体的硬度(301.8 HV0.1)高1倍左右。腐蚀后,试样表面的致密氧化膜仍然存在,并且铝液失重率下降了90%以上,表明两种表面处理获得的试样的抗铝液腐蚀性能较好。同时,盐浴氮化+氧化工艺对优化H13钢的硬度和抗铝液侵蚀能力更为明显。

盐浴氮化对电工纯铁腐蚀磨损性能的影响

盐浴渗氮作为一种有效提高金属材料性能的化学热处理技术而被广泛研究,但目前鲜有在电工纯铁上的应用报道,且缺乏在不同环境下的磨损性能研究。采用盐浴氮化对电工纯铁进行处理,采用SEM、显微硬度计、XRD、XPS、盐雾测试箱、电化学工作站、摩擦磨损试验机等测试手段对渗氮层的微观组织、硬度、腐蚀行为及不同环境下的磨损行为进行测试分析。结果表明,经过渗氮处理后在试样表面形成主要为ε-Fe_(3)N、γ′-Fe_(4)N相的渗层,矫顽力和表面硬度随氮化温度和时间的增加逐渐升高,截面硬度呈梯度分布。其中580℃×4.5 h工艺试样具有最优的耐腐蚀性能,自腐蚀电位较纯铁正移,自腐蚀电流密度低于纯铁,电荷转移电阻提升了7.7倍。空气环境下,氮化试样的摩擦因数比纯铁低,氮化试样磨损率只约为纯铁的1/2;去离子水与3.5 wt.%NaCl溶液环境皆有利于降低摩擦因数,但增加了磨损率,3.5 wt.%NaCl溶液环境对材料的加速磨损效果比去离子水更明显。系统研究了盐浴渗氮对电工纯铁腐蚀磨损性能的影响,可为提升海工装备电气开关元器件的服役寿命提供一定理论指导与技术支持。

QPQ盐浴复合处理技术对AISI420不锈钢摩擦学性能的影响

采用QPQ盐浴复合处理技术对AISI420不锈钢试件进行处理。利用HVS-1000ZCM-XY数字显微硬度计检测QPQ盐浴复合处理前后试件的表面硬度和渗层硬度,分析QPQ盐浴复合处理技术对AISI420不锈钢试件硬度的影响;利用M-2000型摩擦磨损试验机对QPQ盐浴复合处理前后的试件进行摩擦磨损试验,探究QPQ盐浴复合处理技术对AISI420不锈钢摩擦磨损性能的影响。结果表明:QPQ盐浴复合处理试件的表面硬度(863 HV)比未处理试件(429 HV)提高了101.2%;渗层最大硬度(1080 HV)比未处理试件(430 HV)提高了148.8%,QPQ盐浴复合处理工艺可提高AISI420不锈钢的硬度;QPQ盐浴复合处理试件的平均摩擦因数和最大磨损量比未处理试件分别降低了24.5%和27.3%,QPQ盐浴复合处理技术能提升AISI420不锈钢试件的表面耐磨性。

盐浴等温热处理对超高强硬线钢100Si组织和性能的影响

通过测定100Si钢Φ14 mm盘条等温TTT曲线和设计盐浴热处理工艺实验对100Si钢盘条强塑性进行工艺技术研究。结果表明:100Si钢的鼻尖温度为580℃左右,对应等温转变孕育期最短时间为5 s左右,且100Si钢等温相变行为对温度十分敏感;随盐浴等温温度(510~580℃)的升高,盘条抗拉强度以及断面收缩率呈降低趋势;随离线奥氏体化温度升高,100Si钢盘条的珠光体球团尺寸增加;与热轧盘条相比,盐浴热处理条件下盘条的索氏体片层间距分布比较集中,且索氏体片层间距随着盐浴温度的降低而减小;温度低于920℃时,100Si钢中的V将以VC的形式在奥氏体中析出,且VC在铁素中的析出发生在珠光体转变之后;在较低的奥氏体化温度以及较低的盐浴温度下盘条中析出的VC粒子质量分数较少,会减弱析出强化;920℃离线奥氏体化、530℃盐浴等温的热轧盘条具有最好的索氏体相强化效果与析出强化效果之间的平衡,其较好的力学性能为抗拉强度1 650 MPa,断面收缩率32.5%。

氮碳氧复合处理(QPQ)特殊过程确认

针对QPQ盐浴复合处理技术在企业生产中的实际需求,设计了一套氮碳氧盐浴过程管理体系,包括特殊过程确认内容、质量特性、缺陷预防等方面。从介绍QPQ盐浴复合处理原理入手,以企业现存的QPQ复合处理体系和现有行业标准为研究对象,通过对实际生产活动中各个步骤的长时间观察及分析,进一步了解QPQ盐浴复合处理的意义。强调特殊过程确认对部分难以检测产品的重要性,结合行业标准的要求甄别出了全部的过程因素,建立了QPQ盐浴复合处理的特殊过程确认体系,体系中包括了复合处理工艺规程、复合处理生产过程中所用到的各项设备及检测项目,并指出了QPQ复合处理中需要重点确认的过程因素——盐浴温度和盐浴时间的范围,为企业生产提供了依据方案,为产品质量提供了基本保证。

30CrMnSiNi2A钢真空等温淬火工艺研究

通过对材料进行真空等温淬火和盐浴等温淬火系列对比试验,研究了等温温度对30CrMnSiNi2A钢的表观质量、金相组织和力学性能的影响,获得了30CrMnSiNi2A钢真空等温淬火的工艺参数。

17-4PH不锈钢盐浴复合氮化处理研究

对比研究了不同温度下盐浴复合渗氮处理对马氏体不锈钢微观组织的影响及不同处理温度下材料硬度和耐磨性的变化。研究结果表明:盐浴渗氮处理后,17-4PH不锈钢渗氮层中主要物相为含扩展(含氮)马氏体、CrN、Fe4N以及Fe3O4,处理温度越高,不锈钢渗氮层中形成的Fe3O4以及CrN含量越多。含氮马氏体的晶格常数随氮化处理温度的提高而上升,该钢在盐浴渗氮中的激活能为190.9kJ/mol。17-4PH不锈钢进行盐浴渗氮处理后,能得到较厚的渗氮层。处理温度越高,渗氮层越厚。渗氮处理后,材料的滑动磨损量大大下降,由未处理状态时的21.1mg降低到580℃盐浴渗氮处理后的1.0mg。

T10钢低温盐浴渗铬工艺的研究

研究了T10钢低温盐浴渗铬工艺。结果表明 ,采用本文的盐浴渗剂 ,可在 86 0℃以下温度对T10钢进行盐浴渗铬 ,并获得较厚的渗铬层 ,渗层表面硬度可达 130 0～ 15 0 0HV ,表面铬浓度在 6 5 %～ 81%范围内。

304奥氏体不锈钢低温盐浴渗氮处理

采用430℃低温盐浴对304奥氏体不锈钢进行渗氮处理,研究了渗氮时间对渗氮层组织和性能的影响。利用XRD衍射仪、光学显微镜、表面显微硬度计和带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)分别分析渗氮层的相组成、厚度、表面硬度和显微组织。结果表明:304奥氏体不锈钢在430℃渗氮不同时间后,渗氮层厚度和表面硬度都随着时间的延长而增加。渗氮时间为1 h时,渗氮层仅为单一的S相,随着渗氮时间的增加,渗氮8 h时开始有少量CrN生成,渗氮16 h时,渗氮层由大量CrN+S相两相混合。用电化学极化的方法评价耐蚀性能的结果表明:盐浴渗氮处理后耐Cl-点蚀性能得到了一定的改善,在430℃渗氮4 h,其耐蚀性能是最好的,优于没经过渗氮的试样,而在所有的渗氮试样中,渗氮8 h、16 h的试样耐点蚀性能较差。

镀覆金刚石技术的研究进展

金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落、氧化石墨化等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率。金刚石表面镀覆金属层是解决这一问题的有效方法。文章对金刚石表面镀覆条件、镀覆原理和形成的镀覆金属化模型进行了讨论,综述了金刚石表面镀覆金属层的技术及其发展,介绍了该领域的最新的研究成果,并分析了它们在实际生产中应用。

QPQ盐浴复合处理对5CrMnMo钢的组织与性能影响

探讨了5CrMnMo钢的QPQ盐浴复合表面处理工艺,利用扫描电镜观察处理后的表层显微组织、检测氮化层厚度、分析氮化层质量;利用显微硬度计检测组织的显微硬度,并对不同的渗氮试样作磨损、耐腐蚀对比试验。结果表明:经QPQ处理的5CrMnMo钢具有组织均匀、结构致密的渗层,且具有很高的显微硬度、耐磨性以及强抗腐蚀性。

QPQ技术高抗蚀机理探讨

从抗蚀性的角度探讨了QPQ技术各工序的作用。清洗工序和预热工序可以促进表面渗氮层均匀,避免腐蚀的加剧;盐浴渗氮和氧化工序配合,使工件表面和疏松氮化层的多孔区表面生成致密完整的Fe3O4膜;抛光和二次氧化工序降低了氧化膜产生开裂的可能性,提高了抗蚀性。

316L奥氏体不锈钢QPQ盐浴复合处理后的显微组织分析

采用逐层X射线衍射和扫描电镜研究了316L奥氏体不锈钢经QPQ盐浴复合处理后的显微组织。结果表明,渗层组织由表面约10μm厚的Fe3O4和-ξFe2N混合层组成,最内层为含氮扩展奥氏体(S相),在混合层和S相之间为γ-′Fe4N相。在距离表面约10μm的地方,氧含量较高;随着厚度增加并超过10μm时,氧浓度急剧下降,而N浓度随着厚度的增加在约10μm的厚度处达到峰值,之后急剧下降再稍稍升高。

金刚石表面盐浴镀Ti层研究

研究了盐浴镀钛处理的工艺参数,确定了其合理配方。采用SEM、XRD等检测方法对盐浴镀及相关处理后金刚石表面镀覆层进行了成分、显微组织、相结构和性能分析。结果表明,经盐浴镀后金刚石表面能形成较致密的镀覆层,抗压强度提高,比未镀覆层平均提高了2.7倍。经过相应的盐浴镀覆处理后,金刚石表面与镀层之间形成了碳化物(TiC)。盐浴镀所形成的镀层对金刚石表面有保护作用,使金刚石的耐热蚀性增强。

H13钢热疲劳性能研究

以盐浴法为手段,对H13钢进行了热疲劳实验,探讨了淬火温度、回火温度、表面处理对其热疲劳失效裂纹的影响并确定了合理的热处理工艺。实验得出:试样热疲劳循环次数在400个周期时,裂纹形成后扩展迅速,裂纹平均生长速度约为2.51×10-3mm/周,而采用1 020℃淬火、640℃回火热处理工艺,与裂纹平均生长速度相比,热疲劳裂纹生长速度减缓了0.45×10-3mm/周,表面渗氮的试样裂纹源可推迟50个热疲劳循环周期。

金刚石表面镀覆金属的性能研究

对人造金刚石表面进行盐浴镀Ti和化学镀Ni、Cu处理后 ,用SEM观测镀后金刚石的表面形貌及镀层界面 ,并测试分析了镀后金刚石的抗压强度和抗热蚀能力。结果表明 ,盐浴镀Ti的镀层与金刚石的结合界面比化学镀层更为致密 ;经化学镀后的金刚石抗压强度明显提高 ,镀Ti和镀Ni的金刚石抗热蚀能力较好。