钢中稀土对表面渗碳的促进作用

研究了不含稀土与含同量稀土的２０钢经过气体渗碳后的渗层厚度及试件从表层向内部的变化。发现在相同的渗碳条件下,含稀土的２０钢比不含稀土的２０钢渗碳层厚度显著增加,并且随稀土含量由０－０．０３２％而不断增加。     

稀土对3Cr2W8V钢多元共渗及金相组织的影响

(一)实验方法 经调质处理尺寸为10×10×10mm的3Cr2W8V钢试样,在7kW井式滴控坩埚炉中,采用滴注式气体共渗工艺,共渗介质为自配的稀土渗剂,稀土加入量为5g/L,在580℃进行共渗处理。 用Plasma 300 ICP和X射线衍射仪分析检测稀土;用显微硬度法确定渗层深度和显微硬度分布。     

等离子W-Mo-Dy及W-Mo共渗的组织结构研究

在不同含碳量的钢表面进行等离子W-Mo-Dy和W-Mo共渗,采用光学显微镜观察合金渗层的显微组织和厚度,使用X射线衍射仪(XRD)对合金渗层进行相结构分析,利用附带能谱仪的扫描电镜(SEM)对合金渗层进行形貌观察和成分检测。研究结果表明:稀土Dy能促进合金元素的扩散使合金渗层厚度增加,20钢、45钢、T8钢W-Mo-Dy和W-Mo共渗合金层厚度分别为128,75,47μm及107,59,26μm;W-Mo-Dy共渗组织较W-Mo共渗组织更细小,多为等轴晶,而后者为柱状晶;W-Mo-Dy共渗合金层中有析出的第二相,由Fe,Mo,Dy构成;20钢的W-Mo-Dy共渗合金层主要由Fe(W,Mo,Dy),Dy2O3和少量的DyFe10Mo2,Dy等相组成,在45钢和T8钢表层出现M6C碳化物,随着含碳量增加,碳化物的含量也增加;W-Mo共渗合金层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密,W-Mo-Dy共渗的表面形貌在胞状组织的中心出现块状的结晶组织。     

稀土对盐浴渗钒动力学的影响

在盐浴渗钒中添加稀土对表面渗钒有明显的催渗作用,渗钒速度约提高３０％－４０％,。对９５０℃经不同时间渗钒的试样测定渗层度（ｘ）。将ｘ及所对应时间（ｔ）代入经验公式ｘ＾ｎ＝Ｋｔ（ｌｎｘ＝ｌｎＫ／ｎ＋ｌｎｔ／ｎ）,经一元线性回归处理可知,ｘ与ｔ之间满足ｘ＾２＝Ｋｔ抛物线关系,添加稀土可以加快渗剂反应而增大渗剂钒势。稀土的强还原性使钢件表面的氧化还原而活性其表面,稀土渗入钢基体和ＶＣ渗层,会增大晶体缺陷密度,使碳原子扩散易于进行,稀土的添加可降低碳原子扩散激活能,起到催渗的效果。     

稀土对20钢和45钢表面的耐腐蚀性能的影响

采用化学气相扩渗法研究了稀土对20钢、45钢表面进行多组分共渗的耐腐蚀性能。实验结果表明:经稀土扩渗处理后的钢表面用动电位扫描、中性盐雾法、失重法以及电化学嗓声法对孔蚀测定,证实20钢、45钢耐蚀性能均有显著提高。     

稀土对复合表面处理H13钢耐磨性和高温抗氧化性的影响

利用扫描电镜、Ｘ射线能谱分析和Ｘ射线结构分析方法,研究了Ｈ１３钢在无毒盐浴中添加ＣｅＯ２进行液体硫氮碳共渗,然后再进行氧化处理的复合工艺中,稀土对改善Ｈ１３钢耐磨性和高温抗氧化性所起的作用。结果表明,添加稀土元素表面处理可以使钢的耐磨性和高温抗氧化性显著提高。稀土的作用机制在于：细化渗层中氮碳化物、屡碳化物的分布状况、增强氧化膜与相邻相之间结合力及缓解热应力。     

镧、铈、钕在722M24钢离子氮化中的作用

将纯稀土金属镧、铈、钕分别放入离子氮化炉中作为溅射源,对722M24钢进行离子氮化,用扫描电镜进行了氮化代表层物相的二次电子象观察,并用能谱仪、二次离子质谱仪、X射线衍射仪和辉光放电光谱仪对氮化表层进行了元素分析及物相结构分析,显微硬度计测量了加不同稀土氮化后沿氮化层的分布,稀土元素在不同程度上影响辉光发电特笥,稀土金属离子氮化时部分溅射并沉积在钢的表面,从而影响了氮化效果,不同稀土元素在离子氮化中的作用有所不同。     

稀土对TC4钛合金固体渗硼的影响研究

采用稀土-硼共渗法对TC4钛合金基体表面在1000,1050和1100℃分别保温5,10,15,20 h进行了固体粉末渗硼实验,通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析与X射线衍射分析(XRD)研究TC4钛合金稀土-硼共渗后的组织形貌和物相组成,讨论了稀土对TC4钛合金渗硼层相组成、硬度及耐磨性的影响。结果表明,渗层由外表层的TiB2和伸向基体的齿状的TiB组成,渗层厚度最高可达25μm;XRD分析表明,TC4钛合金稀土-硼共渗后形成TiB2与TiB双相硼钛化合物层,稀土的加入使得TiB2的含量增大;EDS分析得出表层B和Ce元素含量较高,稀土促进B原子在基体表面的吸附使其浓度增大;渗层的显微硬度呈梯度分布,稀土-硼共渗渗层的TiB2到TiB晶须硬度值的变化范围为3300HV0.01~1800HV0.01;共渗渗层的耐磨性也显著提高。     

稀土元素对40Cr钢氮化过程的影响

本文研究了稀土元素对40Cr钢氮化过程的活化催渗、显微组织和抗滑动磨损性能的影响。结果表明:稀土对40Cr钢氮化过程有显著的活化催渗作用,渗速可提高25～30％;稀土在氮化的同时被渗入到钢的表层起微合金化作用,改善了氮化层中氮化物的形态、分布和大小,渗层的韧性也有所提高;经稀土氮化处理的40Cr钢的抗滑动磨损性能明显优于普通氮化处理的,且摩擦系数也显著降低。     

稀土对碳氮共渗过程的活化催渗及微合金化研究

研究了在碳氮共渗过程中加入稀土元素对钢的碳氮共渗动力学过程、金相组织和性能的影响。稀土可使20号钢、20CrMnTi、20CrMnMo等渗碳钢的扩渗速度提高15～20％,提高表面渗层碳氮含量,明显改善表层碳氮化合物颗粒尺寸和分布。应用于齿轮,可使疲劳寿命提高12％。稀土镧作为共渗组元,渗入钢表面,不仅改善夹杂物形貌和分布,净化晶界,并对钢表面进行了微合金化,从而改善了钢的性能。     

稀土元素在钢的化学热处理中作用机理研究

根据稀土元素在化学热处理中的作用，研究稀土元素渗入到钢表层的扩渗机制和在化学热处理中的活化催渗机理。在８６０℃稀土碳氮共渗过程中，稀土的扩散系数为１．０６×１０￣（－１４）ｍ￣２／ｓ。     

稀土元素在新一代高强韧钢中的作用和应用前景

综述了稀土在钢中的应用和主要作用, 并从稀土的特性分析讨论了稀土在钢中的作用机制, 阐明稀土是钢的一种有效的强净化和变质剂, 固溶稀土的存在强烈影响微结构. 通过强净化、变质和微量合金化, 稀土可有效控制局域弱化, 降低微结构的能态, 有效抑制钢中有害元素和脆性相偏聚所造成的脆性断裂, 稀土可望作为发展21世纪高强韧钢、提高高强钢韧性的重要元素.     

稀土催化低温熔融渗硫工艺及渗硫层组织形貌

利用稀土的催渗作用开发出一种低温熔融硫新工艺，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6h即可获得厚约10μm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。     

稀土对38CrMoAl钢软氮化层抗冲蚀磨损性能的影响

研究了稀土元素对38CrMoAl钢软氮化层抗冲蚀磨损性能的影响. 结果表明: 与软氮化相比, 稀土软氮化提高了38CrMoAl钢的抗冲蚀磨损性能, 同时提高了软氮化层的硬度以及钢的冲击韧度. 由于软氮化时稀土的渗入, 改善了渗层组织, 从而提高了38CrMoAl钢的抗冲蚀磨损性能和机械性能. 扫描电子显微镜对冲蚀磨损试样表面形貌的观察发现, 普通软氮化层的磨损特征为塑性变形形成的犁沟剥落, 并伴随着萌生横向裂纹, 有大块磨屑剥落; 而稀土软氮化层则为塑性变形形成的犁沟剥落.     

碳锰洁净钢中镧和铈在晶界的行为

应用高分辨TEM，SEM和XRD研究碳锰洁净钢中镧和铈的存在形式、分布以及在晶界的行为。研究结果表明，镧和铈在洁净钢中存在固溶态、稀土夹杂物和稀土第二相。固溶稀土偏析在晶界，洁净钢中稀土仍有净化钢液和变质夹杂的作用。适量稀土能减少S和P在晶界的偏析，净化晶界提高钢的冲击韧性。过量稀土在晶界产生有害的稀土第二相，导致性能显著降低。     

固体法稀土硼钒共渗的研究

研究了CeCl3对固体粉末法B－V共渗的动力学,民分,组织和性能的影响,在渗剂中添加CeCl3不仅具有明显的催渗作用,使渗大速度提高40％以上,并且Ce作为组元渗入工件表面后形成CeFe2新相,还使渗层硬度和耐磨性有较大提高,稀土是通过提高渗剂中的硼势和钒势,。活化渗件表面,降低硼和钒原子的扩散活能来提高B和V的渗入速度的。     

稀土对硼铝共渗渗层相组成的影响

X射线衍射、透射电镜衍射及能谱分析表明 ,共渗初期渗层主要由Fe2 B相组成 ,加稀土后检测到了 (RE0 .6 5,Fe0 .35) 2 3B6 化合物 ;共渗4h渗层主要由Fe2 B相 少量FeB相级成 ,在加入稀土后的硼铝共渗层中 ,检测到了稀土化合物 (Fe0 .8,RE0 .2 ) 6 B ,发现α Fe的晶面间距有所增大。对硼化物的形成进行了分析 ,由于Al,C ,稀土等化合物的形成阻碍了位错的运动 ,稀土的晶界强化、位错强化和固溶强化是加入稀土后硼铝共渗层性能提高的主要原因。     

中国稀土在钢中的应用

中国稀土在钢中的应用经历了三个阶段:从70年代末开始的加入方法研究,基本解决了稀土处理钢原先存在的技术难题,能够稳定地利用稀土对钢中硫化物的形态控制;开发出一些性能得到改善的稀土处理钢,观察到稀土对低硫钢的性能和钢中氢的行为有明显的影响;稀土在钢铁材料表面工程中的应用,扩大了稀土处理钢的涵义。     

铈和镧对Q345B钢在海洋大气中腐蚀行为的影响

通过周浸实验对普通Q345B钢和含有微量稀土铈(Ce)和镧(La)的Q345 BRE钢在模拟海洋大气腐蚀环境下,进行了耐腐蚀性能比较.利用失重和电化学方法进行两者的腐蚀速率比较,利用SEM和XRD分析了两者腐蚀形貌和锈层的特征.结果表明:加入混合稀土铈和镧的Q345B钢的腐蚀速率小于普通的Q345B钢,且腐蚀形貌也发生...     

稀土在降低电解渗硼层脆性中的作用

采用熔盐电解法分别对45钢试样进行了渗硼和稀土-硼共渗处理,用三点弯曲声发射试验测定其脆性。对比实验结果表明,稀土元素的加入可大大降低电解渗硼层的脆性。通过裂纹形貌观察、稀土元素在硼化物和α-Fe中的固溶分析以及对Fe_2B点阵常数的影响,探讨了稀土元素对降低电解渗硼层脆性的原因。