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真空扩散对奥氏体灰铸铁渗硼层组织与性能影响的研究

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真空科学与技术学报 2024年第5期44卷 436-444页

作者：曹驰陈东升陈志林宋相宇兰州理工大学材料科学与工程学院兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院温州325105 浙江振兴石化机械有限公司温州325200

为了改善奥氏体灰铸铁渗硼层厚度不足和脆性过大的问题,研究了渗硼处理和渗硼/真空扩散复合处理对奥氏体灰铸铁表面改性层摩擦磨损性能的影响和影响机理。利用光学显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、电子探针等设备对单一处理和复合处理试... 详细信息

为了改善奥氏体灰铸铁渗硼层厚度不足和脆性过大的问题,研究了渗硼处理和渗硼/真空扩散复合处理对奥氏体灰铸铁表面改性层摩擦磨损性能的影响和影响机理。利用光学显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、电子探针等设备对单一处理和复合处理试样的渗层进行了金相组织、元素分布、物相组成、表面硬度、截面硬度以及磨痕分析。结果表明:真空扩散对渗硼层有着增厚的作用,能够有效的将脆性较大的FeB相转化为脆性相对较小Fe2B相,改善渗硼层的耐磨性,但会使得渗层的表面硬度略微降低,渗层中石墨的粗化现象更为加重。

关键词：真空扩散固体渗硼奥氏体铸铁摩擦磨损

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Mg/Al多层复合板截面固体渗硼工艺研究

热加工工艺 2023年第6期52卷 75-77,82页

作者：张建杜华云卫英慧侯利锋刘宝胜太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 太原科技大学材料科学与工程学院山西太原030024

对比了两种工艺条件下的Mg/Al多层复合板截面固体渗硼试验。采用X射线衍射仪(XRD)和扫面电镜(SEM)分析了Mg/Al多层复合板渗硼后的物相组成和组织形貌,采用显微硬度计对渗层进行硬度测试,对基体和表面渗层进行电化学极化曲线测试。结果表... 详细信息

对比了两种工艺条件下的Mg/Al多层复合板截面固体渗硼试验。采用X射线衍射仪(XRD)和扫面电镜(SEM)分析了Mg/Al多层复合板渗硼后的物相组成和组织形貌,采用显微硬度计对渗层进行硬度测试,对基体和表面渗层进行电化学极化曲线测试。结果表明,渗硼10 h,工艺为630℃得到的渗层比600℃得到的渗层效果好,其渗层主要由MgAlBO_(4)、B_(2)O_(3)和AlB_(12)等物相组成,厚度约为20μm,渗硼后试样的耐蚀性和硬度均明显提高,渗层显微硬度值最高达到278 HV。

关键词： Mg/Al多层复合板固体渗硼组成显微硬度

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TC4钛合金固体渗硼催渗剂的研究

稀有金属 2014年第4期38卷 548-553页

作者：宋振华戈晓岚许晓静刘云辉陶俊吴桂兰江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

在基础固体渗硼剂(碳化硼和碳化硅)中分别添加氟硼酸钾、氧化铪、氧化锆和氧化镧(4%,质量分数)对TC4钛合金渗硼层的表面形貌、渗层厚度、硬度及渗层组织的影响进行了研究,并对其各自的作用机制进行了探讨,最终优选出最佳的催渗剂。结果... 详细信息

在基础固体渗硼剂(碳化硼和碳化硅)中分别添加氟硼酸钾、氧化铪、氧化锆和氧化镧(4%,质量分数)对TC4钛合金渗硼层的表面形貌、渗层厚度、硬度及渗层组织的影响进行了研究,并对其各自的作用机制进行了探讨,最终优选出最佳的催渗剂。结果表明:添加氟硼酸钾的渗层表面凹凸不平且腐蚀严重,与渗硼之前的试样相比,试样厚度明显减少,因此不能作为TC4钛合金固体渗硼的催渗剂;添加氧化铪的试样渗层表面形貌良好,但渗层疏松且薄,与基础渗硼剂的相比,厚度不仅未增加,反而有所减少(减幅为90.7%),因此也不能作为TC4钛合金的催渗剂;添加氧化锆、氧化镧的渗层表面形貌良好,与基础渗硼剂的相比,厚度与硬度得到显著提高(添加氧化锆增幅分别为30.1%和30.3%,添加氧化镧增幅分别为49.7%和90.2%),具有明显的催渗作用,因此能作为TC4钛合金固体渗硼的催渗剂;与添加氧化锆的渗层相比,添加氧化镧的渗层组织均匀致密,渗层更厚更硬(分别提高了15.1%和46.0%),具有更显著的催渗效果,是最佳的TC4钛合金固体渗硼的催渗剂。

关键词：固体渗硼催渗剂 TC4钛合金

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氧化镧对TC4钛合金固体渗硼的影响

稀有金属材料与工程 2014年第8期43卷 1959-1963页

作者：陶俊许晓静戈晓岚刘云辉宋振华何星华吴桂兰江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013

对固体渗硼剂(碳化硼+碳化硅)中添加氧化镧对钛合金渗硼层的表面形貌与相组成、渗层厚度、渗层硬度、渗层与基体的界面结合力以及渗层摩擦磨损性能的影响进行了研究。结果表明,固体渗硼剂中添加氧化镧(4.0%,质量分数)细化了渗层表面形... 详细信息

对固体渗硼剂(碳化硼+碳化硅)中添加氧化镧对钛合金渗硼层的表面形貌与相组成、渗层厚度、渗层硬度、渗层与基体的界面结合力以及渗层摩擦磨损性能的影响进行了研究。结果表明,固体渗硼剂中添加氧化镧(4.0%,质量分数)细化了渗层表面形貌组织;显著提高了渗层的厚度与表面硬度(增幅分别为50.7%和34.8%);提高了渗层与基体的界面结合力(增幅为37.25%);大幅提高了渗层在摩擦磨损过程中抗剥落性能以及渗层自身的抗裂性能。自身抗裂性能的提高与渗层中含有Ti金属物相从而提高渗层的韧性有关。添加氧化镧渗层与未添加氧化镧渗层相比,具有低的摩擦系数(0.12)且摩擦磨损表面无对摩件中Fe元素。

关键词：氧化镧固体渗硼 TC4钛合金界面结合力摩擦磨损性能

钛金属(B_4C+B_2O_3)固体粉末渗硼

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稀有金属材料与工程 2013年第1期42卷 158-161页

作者：黄有国赵欣任孟德李庆余王红强广西师范大学广西桂林541004

B4C在(B4C+B2O3)中的含量分别为30%和40%,温度900℃,保温6h,在金属钛表面进行固体粉末渗硼。通过XRD测定试样表面的物相。结果表明,2种不同渗剂条件下均没有TiB2生成。对于B4C含量为40%的渗剂,钛表面生成TiB,而B4C含量为30%的渗剂,生成... 详细信息

B4C在(B4C+B2O3)中的含量分别为30%和40%,温度900℃,保温6h,在金属钛表面进行固体粉末渗硼。通过XRD测定试样表面的物相。结果表明,2种不同渗剂条件下均没有TiB2生成。对于B4C含量为40%的渗剂,钛表面生成TiB,而B4C含量为30%的渗剂,生成的TiB极少,表明活性B主要由B4C提供。对于B4C含量为40%的渗剂,当温度升高到1050℃时,钛表面生成TiB2,而TiB的生成速度受到抑制。从热力学上以B4C、B2O3为渗剂均有可能生成TiB2和TiB。动力学上,900℃下,由于B在TiB中的扩散系数大于其在TiB2中的扩散系数,主要生成TiB。温度为1050℃,由于B在Ti中的扩散系数大于其在TiB中的扩散系数,主要生成TiB2。

关键词：钛 B4C+B2O3 固体渗硼

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TC4钛合金的固体渗硼

稀有金属材料与工程 2010年第9期39卷 1631-1635页

作者：衣晓红樊占国张景垒李凤华 Northeastern Univ Sch Mat & Met Shenyang 110004 Peoples R China

采用固体粉末渗硼法对TC4钛合金基体表面进行渗硼试验。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)研究TC4钛合金渗硼后的物相组成和组织形貌,讨论渗硼过程中元素的扩散行为。结果表明:在1000,1050和1100℃分别保温5,20h后,渗层由... 详细信息

采用固体粉末渗硼法对TC4钛合金基体表面进行渗硼试验。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)研究TC4钛合金渗硼后的物相组成和组织形貌,讨论渗硼过程中元素的扩散行为。结果表明:在1000,1050和1100℃分别保温5,20h后,渗层由外表层的TiB2和内表层的TiB晶须组成,渗层厚度范围为0.8～15μm。XRD分析表明:TC4钛合金渗硼后形成TiB2与TiB双相硼钛化合物层,随着温度的升高,TiB2与TiB的峰位增多;EDS分析得出表层B原子被TC4钛合金吸附后与基体的Ti化合导致过渡区域内的Ti含量减少,同时Al和V元素开始向基体扩散并在近界面处富集。渗层的显微硬度呈梯度分布,TiB2到TiB晶须维氏硬度值的变化范围为22000～11000MPa,过渡区的硬度值要高于基体的硬度值。

关键词： TC4钛合金固体渗硼 Titanium Alloy 硬度值基体 TiB2 渗层过渡区域表层组织形貌元素显微硬度物相组成梯度分布渗硼过程射线衍射扫描电镜扩散行为晶须化合物层

Ti-6Al-4V钛合金固体渗硼法表面改性(英文)

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材料热处理学报 2010年第9期31卷 119-123页

作者：衣晓红樊占国张景垒李凤华奚正平东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110004 西北有色金属研究院陕西西安710016

对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)进行表面渗硼使其表面硬度显著提高。渗硼温度为1000℃到1050℃,渗硼时间为5h到20h。文内测量和比较了渗硼后钛合金表面的微结构、形貌、相组成等性质,研究了渗硼过程中Ti,Al,V,B等元素的扩散行为。在低温短时间... 详细信息

对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)进行表面渗硼使其表面硬度显著提高。渗硼温度为1000℃到1050℃,渗硼时间为5h到20h。文内测量和比较了渗硼后钛合金表面的微结构、形貌、相组成等性质,研究了渗硼过程中Ti,Al,V,B等元素的扩散行为。在低温短时间渗硼时,渗硼层厚度仅0.8μm,而在高温长时间渗硼时,渗硼层厚度可达15μm。实验证明,渗硼层由TiB和TiB2两相组成,并且它们的含量随渗硼温度提高而增加。渗硼层表面主要含TiB2,其显微硬度可达2200HV0.01,渗硼层内表层主要含TiB,其显微硬度为1100HV0.01。渗硼层的硬度远高于TC4钛合金的硬度。

关键词： TC4钛合金固体渗硼渗硼层组成显微硬度

稀土对H13钢固体渗硼层高温摩擦磨损性能的影响

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材料研究学报 2015年第7期29卷 481-488页

作者：濮胜君杨浩鹏汪宏斌吴晓春上海大学材料科学与工程学院

研究了稀土氯化物CeCl3添加量对H13钢固体渗硼层截面形貌、显微硬度、表面粗糙度以及相组成的影响,以及稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温摩擦磨损性能。结果表明:添加2.5%和5%的稀土显著提高渗硼层厚度、显微硬度与致密性,但是表面粗糙度略... 详细信息

研究了稀土氯化物CeCl3添加量对H13钢固体渗硼层截面形貌、显微硬度、表面粗糙度以及相组成的影响,以及稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温摩擦磨损性能。结果表明:添加2.5%和5%的稀土显著提高渗硼层厚度、显微硬度与致密性,但是表面粗糙度略有提高;10%稀土渗硼试样的渗层最厚,但是其显微硬度、致密性明显下降,表面粗糙度提高;稀土辅助渗硼层中除Fe2B相外还出现了(Fe,Cr)2B相;与不加稀土渗硼试样相比,5%稀土渗硼试样的渗层磨穿时间约增加一倍,磨损率降低21%;5%稀土渗硼试样磨损率比未渗硼H13钢降低了61%,并且也低于10%稀土渗硼试样。因此,加入5%稀土催渗辅助渗硼H13钢的高温耐磨损性能较优。

关键词：金属材料稀土元素固体渗硼高温磨损性能

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TC4钛合金固体渗硼及渗硼过程动力学研究

东北大学学报（自然科学版） 2010年第1期31卷 88-91,95页

作者：衣晓红樊占国张景垒李凤华东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110004

采用固体粉末渗硼法对TC4钛合金基体表面在1000,1050和1100℃分别保温5,10,15,20h进行了渗硼层厚度的测试,做出了硼钛化合物层生长动力学曲线,并用SigmaPlot10.0对实验数据进行分析和拟合,得出了渗硼层等厚度图.通过SEM与XRD研究TC4钛... 详细信息

采用固体粉末渗硼法对TC4钛合金基体表面在1000,1050和1100℃分别保温5,10,15,20h进行了渗硼层厚度的测试,做出了硼钛化合物层生长动力学曲线,并用SigmaPlot10.0对实验数据进行分析和拟合,得出了渗硼层等厚度图.通过SEM与XRD研究TC4钛合金渗硼后的组织形貌和物相组成.结果表明,在实验条件下,渗层由TiB2和伸向基体的须状的TiB组成,渗层厚度范围为0.8～15μm.经回归分析得到硼在钛合金中的平均扩散激活能为65.23kJ/mol.

关键词：固体渗硼 TC4钛合金动力学等厚度图扩散激活能