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基于纯N2离解产生活性氮原子能量条件的基本理论和纯氮离子渗氮模型,研究了间歇供N2闭炉纯氮离子渗氮新工艺以实现纯氮代替氨或氮-氢的离子渗氮.通过对渗氮层显微组织、相组成和硬度梯度的测定与分析,对纯氮离子渗氮工艺中N2分子临界离解能进行了理论计算和试验验证.结果表明,纯氮离子渗氮存在电压门槛值,只有在700 V左右的高电压下,并且采用间歇供N2闭炉方式进行离子渗氮,才能产生明显的渗氮效果.在相同的渗氮时间里,间歇供N2闭炉的纯氮离子渗氮可获得比常规纯氨离子渗氮更好的渗氮效果.

关键词: 纯氮离子渗氮 , 间歇供氮 , 闭炉 , 活性氮原子

快速离子氮化渗氮层相组成和微观组织形貌研究

钟厉 , 周上祺 , 韩西 , 任勤 , 云腾

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2003.01.013

渗氮件的性能与渗氮层的化合物相组成和扩散层的微观结构密切相关.本文基于渗氮温度和氮势对渗氮层形成与分解的影响规律,借助X射线衍射分析和透射电子显微技术,对循环氮势快速离子氮化渗氮层相组成和微观组织形貌进行了深入研究,探讨了其快速渗氮的机理.结果表明,与常规离子渗氮工艺相比,通过周期地控制渗氮温度和氮势变化,快速离子渗氮不仅能显著地提高渗氮速度和增加材料的渗氮层深,而且使合金氮化物种类明显增多,扩散层中的沉淀硬化物也更细小弥散,有利于改善渗氮层质量和提高渗氮工件性能.

关键词: 渗氮层 , 相组成 , 微观组织形貌 , 快速离子氮化

40Cr钢循环离子渗氮工艺及渗层硬度研究

钟厉 , 马晨阳 , 韩西 , 罗明宝

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.025

目的探索循环离子渗氮与常规恒温离子渗氮技术的工艺效果.方法先对试样进行调质处理,分组进行离子渗氮,固定氨气和乙醇的流量,改变渗氮时间和渗氮温度两种工艺参数及渗氮工艺,分别测定渗氮后各试样的表面硬度及渗层厚度,观察其金相组织,并分析每组试样渗氮层的性能.结果循环离子渗氮530℃6 h试样的表面硬度最高,随着渗氮温度的升高和渗氮时间的延长,试样的表面硬度增加,但是当温度超过530℃、时间超过6 h后,试样的表面硬度反而降低.循环渗氮550℃10 h试样的渗层厚度最厚,随着渗氮温度的升高和渗氮时间的增加,试样的渗层厚度变厚,但时间超过6 h后,渗层厚度的增加较缓慢,6、8、10 h试样的渗层厚度差别不大.相同的渗氮温度下,循环渗氮6 h的试样的渗层厚度基本与常规恒温渗氮10 h试样的渗层厚度一样,相同渗氮时间内,循环渗氮510℃的试样的表面硬度高于恒温渗氮550℃试样的表面硬度,且两者的渗层厚度相差不多.结论循环离子渗氮工艺优于常规的恒温离子渗氮,循环离子渗氮550℃8 h试样的综合性能最好.

关键词: 40Cr , 循环离子渗氮 , 恒温离子渗氮 , 性能