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等离子表面高铬高碳耐磨层的研究

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.03.008

采用等离子表面合金化技术,在20钢表面渗铬,并进行双辉等离子渗碳,形成高铬高碳合金层.利用GDS、XRD、OM、SEM研究了合金层成分、相组成及组织形貌,并通过摩擦试验对合金层耐磨性进行了分析.研究结果表明:表面高碳高铬层含铬量和含碳量以及碳化物的质量分数(40%以上)高于一般冶金高铬铸铁;渗层主要包含M23C6和M7C3型碳化物,这些碳化物均匀弥散分布,尺寸通常在1μm左右,并无共晶碳化物组织;合金层表面显微硬度达到1000～1600 HV,耐磨性比GCr15轴承钢提高8.6倍.

关键词: 渗铬 , 等离子渗碳 , 碳化物 , 耐磨性 , 共晶碳化物

等离子表面Mo-Cr低合金高速钢的摩擦学特性

徐晋勇 , 杜丽 , 刘燕萍 , 王建忠 , 隗小云 , 高原 , 徐重

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2006.04.020

为了研究Q235钢表面冶金形成Mo-Cr低合金高速钢的摩擦学特性,利用双层辉光离子渗金属技术,在Q235钢表面进行Mo-Cr共渗,随后进行超饱和渗碳、淬火及回火复合处理.研究结果表明:Mo-Cr共渗层厚度在100 μm以上,表面Mo含量可达20%,Cr含量达到10%,超饱和渗碳表面含碳量超过2.0%,表面成分接近钼系高速钢.淬火及回火后表面硬度达到1300HV,超过一般冶金高速钢.磨损试验表明,摩擦系数随着接触应力的增加而增大,平均相对耐磨性是GCr15渗碳淬火钢的2.2倍.

关键词: 低合金高速钢 , 等离子 , 碳化物 , 摩擦系数 , 耐磨性

离子轰击下高碳钢的脱碳对随后渗金属的影响

李忠厚 , 刘小萍 , 赵金香 , 高原 , 徐重 , 杨永富 , 张文峰

中国有色金属学报

研究了T8钢等离子体脱碳对随后渗金属的影响. 介绍了两种处理工艺, 一种是脱碳后渗金属, 另一种是直接渗金属. 结果表明, 在离子轰击下, 高碳钢表层产生严重的脱碳层, 脱碳层的存在对随后的渗金属过程有着很大的影响. 脱碳后渗金属, 渗层厚度达80μm; 直接渗金属, 渗层厚度仅15μm. 在两种渗金属条件下, 表面合金层的非碳化物形成元素Co含量差别不是很大, 而强碳化物形成元素W和Mo的含量却有着显著差异, 直接渗金属的, 表层W和Mo含量几乎为零, 而脱碳后渗金属的, 表层W和Mo总量最大达到6%左右.

关键词: 高碳钢 , 脱碳 , 渗金属 , 离子轰击

双辉多元共渗与电刷镀复合表面耐蚀渗镀层的研究

徐江 , 谢锡善 , 徐重 , 董世运 , 徐滨士

金属学报

在20钢表面电刷镀快速Ni层作为过渡层,然后采用双层辉光离子技术将Ni-Cr-Mo-Cu合金进行多元共渗,对形成的复合镀层在5%HCl溶液中进行了电化学腐蚀性能测试.利用XRD,扫描电镜以及EDX对渗层的组织结构和合金元素及碳元素在渗层中的分布进行了分析.结果表明:预先刷镀快速Ni镀层再进行双层辉光多元渗Ni Cr-Mo-Cu的复合渗镀层的耐蚀性能明显优于双辉多元渗Ni-Cr-Mo Cu以及单独电刷镀Ni镀层的耐蚀性能.分析认为,由于双辉多元共渗中的温度效应,使刷镀的Ni镀层与20钢基材之间互扩散,有效地降低渗镀层中的碳含量,从而使多元共渗Ni-Cr-Mo-Cu与刷镀的Ni镀层双层复合渗镀层具有较好的耐蚀性能.

关键词: 复合渗镀层 , null , null , null

等离子表面复合渗合金层碳化物相的研究

高原 , 张夏平 , 丁纪纲 , 赵晋香 , 徐重

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2004.03.020

利用等离子表面合金化技术,在碳钢表面进行W、Mo、C共渗,共渗合金层中W当量质量分数超过10%,含碳量超过平衡碳计算值,碳饱和度达1.6以上,约是一般冶金高速钢碳饱和度的两倍.用X射线衍射分析了共渗合金层中碳化物的结构类型;用电子探针进行微区成分分析,测定碳化物的成分,并计算了碳化物中碳原子与合金元素之间的原子比.结果表明,共渗合金层中的碳化物主要是由合金元素W、Mo和C形成的M6C型碳化物及少量的M2C型碳化物.M6C型碳化物中碳原子与合金元素之间的原子比为1.6～3.2:1平均为2.4.与一般冶金低合金高速钢中的合金元素与碳原子比相比较,范围窄,且偏低.

关键词: 高速钢 , 等离子 , 碳化物 , 合金化

等离子合成TiN渗镀层组织结构及耐蚀性研究

隗晓云 , 王建忠 , 刘燕萍 , 徐晋勇 , 高原 , 徐重

腐蚀学报（英文）

采用等离子合成TiN渗镀层方法，在碳钢表面形成TiN沉积层＋含TiN的扩散层组织，Ti和N原子由表及里呈梯度分布，表面是均匀、致密的TiN胞状组织，显微硬度在20 GPa～25 GPa之间；沉积层与基体之间有一扩散过渡区，结合力好，无剥落现象.X射线衍射结果表明：渗镀层表面为TiN层，(200)晶面的衍射峰最强，具有明显的择优取向.将TiN渗镀试样与不锈钢1Cr18Ni9Ti和Q235钢在1 mol/L H2SO4溶液中进行电化学腐蚀对比实验表明：TiN渗镀层的耐蚀性能比不锈钢和Q235钢基体分别提高了1.4和4.2倍. 

关键词: 等离子 TiN渗镀层耐蚀性

等离子表面冶金Cr、Mo高速钢的研制

徐晋勇 , 刘燕萍 , 高原 , 徐重

材料导报

介绍了一种在铁碳合金表面进行等离子合金化及热处理的技术.在低碳钢表面渗入合金元素Cr、Mo,表面含量分别达到4%和12%左右,随后进行超饱和渗碳,使表面含碳量达到2.0%以上,合金化层成分接近钼系高速钢.形成的碳化物细小、均匀、弥散,没有粗大的共晶莱氏体组织.试样经深冷处理后表面硬度达到1600Hv.经X射线衍射分析,表面碳化物晶体结构相主要是有M23C6、M6C和M2C,尺寸≤1μm.

关键词: 等离子 , 碳化物 , 合金化 , 高速钢 , 深冷处理

钛表面处理技术的发展现状

李争显 , 杜继红 , 周慧 , 黄春良 , 周廉 , 徐重

钛工业进展 doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2003.04.010

综述了钛表面加工、耐磨处理以及耐蚀、抗氧化处理等技术的发展现状.指出了钛表面处理技术在朝着性能优、工艺简单、成本低的方向发展;工艺研究今后会集中在离子束增强沉积、离子渗金属合金化、微弧氧化、激光涂层等方面;钛材需要表面技术提高的性能主要集中在作为摩擦副的耐磨性能、作为生物材料的生物相容性、作为特殊介质中使用的材料的耐蚀性、作为建筑材料的表面艺术性以及日用品的表面低成本装饰性能等.

关键词: 钛 , 表面技术 , 发展现状

Ti2AlNb O相合金双层辉光等离子渗Mo摩擦性能

梁文萍 , 徐重 , 缪强 , 刘小萍 , 贺志勇

稀有金属材料与工程

利用双层辉光等离子表面冶金技术对Ti2AlNb O相合金进行渗Mo工艺研究.采用扫描电子显微镜、辉光放电光谱分析仪、X射线衍射仪和显微硬度计测试了渗Mo层的微观组织、化学成分、相组成和显微硬度.采用可控气氛微型摩擦磨损实验仪进行耐磨性研究.在最佳工艺参数下,渗Mo层可达100 μm,表面Mo含量超过90%,且从表面到心部呈梯度分布.渗Mo层主要由纯Mo及Al5Mo相组成,硬度HV达8000 MPa,渗Mo试样的平均摩擦因数为0.085,较Ti2AlNb基材降低6倍,磨损率仅为基材的7.5%.结果表明:Ti2AlNb O相合金表面的耐磨性能得到极大地提高.

关键词: Ti2AlNbO相合金 , 双层辉光等离子表面渗Mo , 硬度 , 摩擦因数 , 耐磨性

碳钢表面高铬耐磨合金层的制备及其组织与性能

高原 , 徐晋勇 , 高清 , 成均 , 徐重

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.11.009

采用双层辉光等离子渗金属技术先在Q235钢和45钢表面渗入元素铬,形成高铬合金层;然后进行等离子渗碳,得到高铬耐磨合金层;对渗铬、渗碳层的组织和性能进行研究.结果表明:表面层铬含量达到40%以上,且呈梯度分布;渗层所形成的含铬碳化物弥散、细小和均匀,表面含碳量达2.8%以上,没有共晶莱氏体组织;经淬火及回火处理后,表面硬度达到1 800HV以上;与淬火GCr15钢相比,其耐磨性能提高7倍以上.

关键词: 双层辉光等离子渗金属 , 等离子渗铬 , 莱氏体 , 碳化物

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