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借助稀土的催渗作用实现了Cr12钢表面的低温熔融渗硫,用扫描电镜(SEM)和俄歇电子能谱仪(AES)分析了渗硫层的微观形貌和基本成分,并通过大气暴露试验和电解质浸泡试验考察了渗剂中稀土添加剂的类别和加入量对渗硫层抗蚀性的影响规律.研究表明:用稀土催渗的渗硫试样抗大气和电解液腐蚀性能均明显改善,其在5%NaCl溶液中的稳定电位升高,失重率仅为非稀土催渗试样的38%～50%;改善效果取决于稀土元素及其阴离子种类,其中CeCl3效果最佳,其次为LaF3、La2O3、LaCl3和YF3;综合稀土的催渗效果以及渗层耐蚀性要求,渗硫剂中宜同时掺入4 mass% LaF3和1mass% CeCl3.

关键词: 低温渗硫 , 稀土化合物 , 抗蚀性 , 催渗

稀土对化学热处理催渗作用的机理探讨

常延武 , 徐洲

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2001.05.004

通过对稀土在渗剂中和在钢中作用的不同研究结果,探讨了稀土对化学热处理催渗作用的机理,并认为稀土影响渗层的原因之一在于形成了稀土周围含碳、氮的原子气团.

关键词: 稀土元素 , 化学热处理 , 催渗 , 机理探讨

稀土元素在化学热处理中的催渗和扩散机理研究

张金柱 , 杨宗伦 , 魏可媛

材料导报

稀土元素的特殊电子结构(4f)决定了它具有很高的化学活性,在化学热处理中能起到活化催渗作用,显著提高渗速;稀土元素被渗入钢件表层,有效地改善了渗层组织和性能.从化学热处理的基本过程入手,简要介绍了稀土在化学热处理中的作用,着重分析了稀土元素的活化催渗和扩散机理.

关键词: 稀土 , 扩散 , 催渗 , 化学热处理

氧化层对渗氮动力学的影响

周潘兵 , 周浪

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.04.026

以纯铁为对象,采用增重测量、X射线衍射分析和扫描电镜显微分析方法就充分预氧化对渗氮的作用进行研究.结果表明,渗氮初期,预氧化纯铁表面发生Fe3O4氧化层向ε-Fe3N相的转化;氮原子极易穿过Fe3O4氧化层渗入基体,并在氧化层之下的铁基体形成γ′氮化物;γ′氮化物呈指状延伸生长,使得纯铁渗氮时的化合物层平直界面失稳.渗氮后,与未预氧化试样相比,扣除氧化层本身氮化带来的贡献,预氧化试样的催渗增重达45%,证实较厚的Fe3O4氧化层不仅不会阻碍渗氮,反而具有明显的催渗作用,并提出了两种可能的催渗机理.

关键词: 气体渗氮 , 预氧化 , 纯铁 , 催渗

混合稀土对38CrMoAlA钢气体渗氮的影响

韩宝军

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2009.02.010

为了克服普通渗氮速度慢、周期长、渗氮层薄且脆性较大的缺点,研究了La、Ce、Pr、Nd混合稀土对38CrMoAlA钢的气体渗氮行为的影响,并对钢渗氮处理过程中的稀土催渗机理进行了探讨.研究发现:稀土能明显提高38CrMoAlA钢表面及近表面的硬度,而且稀土的作用在高温渗氮条件下比在低温渗氮条件下更明显,分析认为这是由于在稀土周围形成了氮原子气团造成的;但稀土的加入略减小了渗层厚度,这是由以稀土原子为中心的间隙原子气团的"土坝效应"造成的.

关键词: 稀土 , 38CrMoAlA钢 , 渗氮 , 催渗 , 机理

稀土元素用于化学热处理的研究现状

王兰兰 , 黄福祥 , 高恩强 , 姜智枭

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.09.013

为进一步认识稀土元素对合金表面性能的改良潜力,不断扩大我国稀土化学热处理的应用范围,重点介绍了稀土元素在渗碳、碳氮共渗、渗硼、渗钒及复合共渗等化学热处理工艺中的最新研究成果、特点及其应用现状,简要分析了稀土在化学热处理中的活化催渗、改善渗层组织性能的作用机理,总结指出了稀土化学热处理的主要研究方向和未来发展趋势.

关键词: 稀土元素 , 化学热处理 , 催渗

稀土催化低温熔融渗硫工艺及渗硫层组织形貌

江静华 , 蒋建清 , 涂益友 , 杨恒 , 马爱斌 , 蔡磊

中国稀土学报

利用稀土的催渗作用开发出一种低温熔融渗硫新工艺,采用XRD、SEM分析了硫化层的微观结构和表面形貌,并测定了其抗蚀性和显微硬度值.结果表明,采用该含复合稀土渗剂可较大幅度提高S在钢铁表面的渗速,以980 ℃低温淬火+210 ℃低温回火态Cr12钢为基体,190 ℃下渗硫6 h即可获得厚约10 μm的渗硫层;且渗层厚度随渗硫时间增加而增加,其变化趋势呈抛物线型动力学曲线关系.稀土的催渗作用同其加入量有关,渗硫剂中复合添加5%(质量分数)左右的稀土化合物效果最佳.渗硫层组织疏松多孔,主要由FeS,FeS2相构成,其与基体结合良好,硬度较低(约Hmv300左右),并具有一定的耐蚀性.

关键词: 稀土 , 催渗 , 低温渗硫

稀土对Q345钢渗硼层的影响及其催渗工艺研究

刘建建 , 陈祝平 , 杨光 , 许跃东 , 谭海波 , 池阔

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2012.01.025

研究了在渗硼剂中添加氧化铈稀土对Q345钢渗硼层组织和厚度的影响,并通过正交试验法确定了催渗工艺.分析表明:适量地添加氧化铈稀土,可显著改善渗层组织,并能使渗层厚度增加10％以上.正交试验结果表明,最佳催渗工艺为:渗硼温度920℃,渗硼时间7h,氧化铈添加量为2％.

关键词: 稀土 , 渗硼层 , 催渗

稀土含量对38CrMoAl钢渗氮层性能的影响

韩宝军

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2009.06.013

为了克服38CrMoAl钢渗氮速度慢,渗层脆性大,稀土添加到渗氮气氛中只能作用于工件表面等缺点,研究了38CrMoAl钢中不同稀土添加量对渗氮层性能的影响,并初步分析了其影响机制.研究结果表明:稀土对38CrMoAl钢渗氮具有明显的催渗作用,且能提高渗层性能.原因是稀土加入钢中后,引起周围铁原子的点阵畸变,有利于氮原子的吸附和扩散,且稀土易与渗氮气氛中的氧结合,削弱了氧对渗氮的阻碍作用;同时稀土的晶粒细化、固溶体强化、微合金化也是其改善渗层性能的重要原因.

关键词: 稀土 , 气体渗氮 , 催渗