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采用双层辉光离子渗技术在Ti6Al4V合金表面进行多元合金化,形成均匀致密的Cr-Mo合金渗层.通过GDOES、XRD等手段标定表层成分和相结构,借助显微硬度计和球盘磨损仪测试合金渗层的性能.结果表明:合金渗层中合金化元素Cr与Mo呈梯度分布,主要由化合物Cr_(1.93)Ti_(1.07)、Cr_2Ti、Cr_2Ti_4O_(11)等相构成;改性的Ti6Al4V合金表面硬度有较大程度的提高,抗磨损性能明显改善.

关键词: Ti6Al4V合金 , Cr-Mo改性层 , 表面合金化 , 磨损

316L不锈钢强流脉冲电子束表面钛合金化及其耐蚀性

张可敏 , 邹建新 , 杨大智

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.05.026

利用强流脉冲电子束对不锈钢表面进行了快速钛合金化.将精细钛粉预涂在基体表面后采用强流脉冲电子束对其进行后处理.在电子束对表面的快速加热熔化、混合及增强扩散效应的作用下,部分钛熔入基体表层形成一层富钛层.由于钛的添加有利于形成α相,合金层由α相和γ相混合组成.在模拟体液中的动态极化测试表明,316L医用不锈钢经强流脉冲电子束表面钛合金化后,其在模拟体液中的耐腐蚀性能获得了显著的提高.

关键词: 强流脉冲电子束 , 表面合金化 , 耐蚀性 , 不锈钢

Si3N4陶瓷表面Ni-Ti复合渗镀合金化研究

张红霞 , 王文先 , 崔泽琴 , 慕伟

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2008.02.008

在多元离子复合渗镀装置中,采用二元复合靶对Si3N4陶瓷表面进行Ni-Ti复合渗镀,实现了Si3N4陶瓷表面的合金化.采用EDS、SEM、XRD分析方法和声发射划痕试验对陶瓷表面的渗镀层进行分析,结果表明:渗镀层中含有镍、钛、铁等元素.各元素分布较为均匀,没有明显的成分聚集现象;渗镀层与Si3N4陶瓷基体界面成分过渡连续,没有微观和宏观缺陷.声发射划痕试验结果表明,渗镀层与陶瓷基体结合得较好,在100 N的最大载荷下,渗镀层没有出现剥离和崩落现象.

关键词: 多元离子 , 复合渗镀 , Ni-Ti复合靶 , Si3N4陶瓷 , 表面合金化

Ti- 6Al- 4V表面双层辉光离子渗Cr研究

张平则 , 李忠厚 , 贺志勇 , 徐重 , 张高会

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2005.01.005

利用双层辉光离子渗金属技术,在Ti-6Al-4V的表面渗入Cr元素,形成Ti- Cr阻燃合金层.系统地研究了温度、保温时间、源极电压、工件电压、极间距等工艺参数对渗层显微组织、成分及厚度的影响,得出了合理的工艺参数.870℃渗Cr 2 h,渗层厚度可达到60μm以上.阻燃合金层的成分呈梯度分布,显微组织为基体组织加少量弥散分布的Cr2Ti金属间化合物.初步阻燃试验证明,渗Cr合金层起到了预期的阻燃效果.

关键词: 阻燃钛合金 , 双层辉光离子渗金属技术 , 表面合金化 , 渗铬

基于加弧辉光复合渗镀技术的Al2O3陶瓷表面合金化

王文先 , 张红霞 , 侯文义 , 崔泽琴

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2005.03.017

基于加弧辉光复合渗镀技术,采用自行研制的复合靶对Al2O3陶瓷表面进行Cu、Ti复合渗镀,实现了Al2O3陶瓷表面合金化.采用光学显微镜、SEM、EDS、XRD、声发射划痕等测试手段对渗镀层进行分析.研究了复合渗镀机理、渗镀层成分和元素分布、渗镀层相结构以及渗镀层与基体的接合机理.在100N的最大载荷下,渗镀层与陶瓷基体未发生剥离和崩落现象.这种方法为各种陶瓷材料表面合金化及其与金属材料的微连接提供了新途径.

关键词: Al2O3陶瓷 , 复合渗镀 , 表面合金化 , 加弧辉光

强流脉冲电子束表面合金化热应力耦合场数值模拟

陈元芳 , 许洪斌 , 胡建军 , 杨长辉 , 韩超

材料热处理学报

根据强流脉冲电子束表面合金化的特点,建立了相应的数学物理模型,以3Cr2W8V模具材料为基体,以Al为合金化元素,对电子束照射材料表面所产的热应力进行了数值模拟,并将数值模拟分析结果与实验结果进行了对比分析,结果表明:有限元模拟显示3Cr2W8V电子束合金化Al样品(Al层厚度t=2 μm)冷却后的表层4μm范围内的点残余拉应力达到材料的屈服极限750 MPa,理论上材料将发生屈服.通过金相观察,样品表面有大量熔坑形貌,但并未出现明显裂纹,说明3Cr2W8V样品表面屈服形式主要为熔坑.另外,3Cr2W8V材料表层10 μm范围内主要受残余拉应力,残余拉应力大小约为650 ～ 750 MPa.随着深度的增加,残余拉应力值急剧减小,并在距离表层20μm处受最大残余压应力,最大残余压应力值约为120 MPa,并随着深度的继续增加,残余压应力值缓慢减小.

关键词: 强流脉冲电子束 , 表面合金化 , 数值模拟 , 热应力

双辉等离子渗铬T8钢碳迁移现象的分析

池成忠 , 高原 , 贺志勇 , 徐重

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2003.04.017

用双辉等离子渗铬技术,进行了880～900℃温度下的T8钢表面渗铬合金化研究;测量了渗铬层中Fe、Cr和C等元素的浓度分布,分析了渗铬合金化层形成过程中碳迁移行为.结果表明,对T8钢进行双辉等离子渗铬处理时,奥氏体中碳化学位下降引起的从基体向渗层的碳迁移是必然的,但通过控制工艺参数,由阴极溅射引起的表面脱碳是可以减轻的.

关键词: 表面合金化 , T8钢 , 渗铬 , 碳迁移 , 脱碳

强流脉冲电子束表面合金化的涂层厚度优化模拟

秦颖 , 李光芝 , 董闯

材料热处理学报

通过建立三维温度场模型,利用数值模拟方法,模拟316L钢表面进行Ti和Al合金化的温度场分布,分析Ti、Al涂层厚度以及电子束能量密度对合金化的影响.结果表明,在能量密度为6 J/cm2电子束的一次脉冲处理下,316L钢表面合金化Ti的优化涂层厚度为1.1μm,表面合金化Al的优化涂层厚度为2μm.

关键词: 强流脉冲电子束 , 表面合金化 , 温度场 , 模拟

Q235钢双层辉光等离子Mo-Cr共渗及其热处理工艺研究

徐晋勇 , 刘燕萍 , 王建忠 , 隗小云 , 高原 , 徐重

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2006.01.026

对比研究了Q235钢进行双层辉光等离子Mo-Cr共渗和不同热处理工艺处理的表面层组织和性能.结果表明:Q235钢等离子Mo-Cr共渗+超饱和渗碳+淬火+深冷处理+回火的试样,表面渗层组织结构细小,碳化物分布弥散,尺寸小于1μm,表面硬度达到1600HV.摩擦磨损试验表明:Q235钢经过渗碳+淬火+低温回火、等离子Mo-Cr共渗+离子渗氮、等离子Mo-Cr共渗+超饱和渗碳+淬火+低温回火、等离子Mo-Cr共渗+超饱和渗碳+淬火+深冷处理+低温回火处理的试样的相对耐磨性分别为:1,1.32,1.6和2.74.

关键词: Mo-Cr共渗 , 表面合金化 , 深冷处理 , 离子渗氮 , 碳化物