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。     

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。     

20钢和45钢熔盐电解稀土—硼共渗组织与性能研究

采用熔盐电解法,将硼和混合轻稀土(镧、铈、镨和钕)渗入到20钢及45钢表面,结果表明,可获得120μm厚的共渗层。渗层中稀土含量可达3～6wt％,除有FeB相外,还有REFe_7型合金相存在。经共渗后的钢表面具有很高的硬度,Hv_(100)达1800,同时具有良好的抗磨和抗腐蚀能力。     

气体法低温稀土多元共渗的研究

从自制的多种渗剂中,筛选了含稀土的最佳渗剂,实现了气体法低温稀土、硼、碳、氮、氧多元共渗。获得了组织、性能和层深远优于其它低温化学热处理的渗层。用金相、扫描电镜、光电子能谱和正电子湮没等技术,对渗层进行了较系统的分析,对稀土的催渗等基本理论问题进行了探讨。     

铝合金表面稀土多元共渗及抗腐蚀性能的研究

用化学法,通过固—气界面反应,在铝合金(LY12)表面进行稀土及碳、氮等元素的多元共渗。采用离子探针、俄歇能谱、x光电子能谱及比色分析等方法,分析共渗后铝合金的表面成分及相对含量。结果证实,稀土元素确已渗入铝合金表层,并对碳、氮元素有助渗作用;稀土多元共渗铝合金表面电位分布趋向均匀;抗晶间腐蚀和抗应力腐蚀性能均有显著提高。     

稀土对工业纯铁共渗硼铝动力学的影响及计算机拟合＊

采用膏剂法在890,920和950 ℃对工业纯铁进行稀土硼铝共渗及硼铝共渗,考察了稀土在各温度条件下对渗层生长动力学的影响。根据试验结果,通过计算机拟合给出了渗层生长动学曲线并建立了方程。结果表明,稀土在890和920 ℃作用较明显,曲线拟合度达99.0%以上,可用于渗层的预报和控制。     

稀土对工业纯铁共渗硼铝动力学的影响及计算机拟合

采用膏剂法在８９０,９２０和９５０℃对工业纯铁进行稀土硼铝共渗及硼铝共渗,考察了稀土在各温度条件下对渗层生长动力学的影响。根据试验结果,通过计算机拟合给出了渗层生长动学曲线并建立了方程。     

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。     

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。     

WC-Co硬质合金稀土-硼共渗的高温动态相分析

用高温X射线衍射装置对以B4C为供硼剂、以Y2O3为催WC－20Co硬质合金渗硼表面进行了从室温到1300℃连续升温渗硼过程的XRD动态物相分析，探讨了稀土－硼共渗机制。结果表明，在真空烧结升温期间，从WC－Co压坯表面B4C分解出来的活性硼原子除在压坯表面上形成硼化物外，所形成的高浓度活性硼原子还向压坯内钴中扩散形成三元含硼相W2Co21B6化合物。同单独渗硼相比，钇在稀土－硼共渗过程中有拓宽渗硼温度范围、促进B4C脱碳分解和活性硼原子向压坯内扩散等催化渗硼作用。     

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。     

稀土对低温固体硼碳氮共渗作用的研究

采用Ｘ射线衍射仪,恒电位仪,摩擦磨损试验机等设备,研究了低温硼碳氮稀土（Ｂ－Ｃ－Ｎ－ＲＥ）共渗工艺及共渗层的组织性能,并与硼碳氮（Ｂ－Ｃ－Ｎ）共渗工艺及组织性能进行了比较。在适当范围内,稀土具有明显的催渗作用;与Ｂ－Ｃ－Ｎ共渗相比,Ｂ－Ｃ－Ｎ－ＲＥ共渗层的耐蚀性明显提高。对稀土元素的作用机制作了初步的探讨。     

钐对K3PW12O40配合物气相扩渗的物相及导电性研究

采用气相扩渗的方法,对K3PW12O40.7H2O配合物进行稀土Sm的化学热扩渗.利用IR,XRD,TG-DTA和XPS等手段对扩渗后配合物的结构进行了表征和研究,发现在720℃下扩渗后的主要产物是β-W2N.XPS能谱分析证实了稀土的存在且与化合物有一定的键合作用.采用四极法对扩渗前后的试样进行了导电性能测试,扩渗后试样的导电性提高了3.1×104倍.分析了电阻、电导率与温度变化的关系曲线,发现此材料的导电性在672℃后电阻趋于0.     

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。     

铒对铸态Mg-5Sn合金的变质作用研究

通过金相(OM)和扫描电镜(SEM)的显微组织分析、荧光成分分析(XRF),能谱微区成分分析(EDS)、X射线物相分析(XRD),显微硬度(HV)和差热分析(DSC)等测试手段和方法,对铸态Mg-5 Sn-xEr(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,4,6)合金的组织性能进行了全而研究研究结果表明,稀土Er对Mg-5 Sn合金的影响是多方而的,首先是稀土Er对晶粒有明显的细化作用;再就是稀土Er能抑制盘状Mg2 Sn第二相的形成,同时促进不规则ErMgSn稀土相的形成,最后就是提高了合金的相转变温度和显微硬度.因此稀土Er对铸态Mg-5Sn合金具有显著的变质效果.     

微量RE对接触线用铜合金时效析出特性和软化温度的影响

探讨了微量稀土Ce,Y及混合稀土Ce+Y等对电气化铁路接触线用Cu-Cr-Zr合金的时效析出特性和软化温度的影响。Cu-Cr-Zr合金中加入微量稀土元素并经950℃×1h固溶、480℃时效处理后,可有效地提高合金的显微硬度,而电导率略有降低。时效前冷变形能使合金产生明显的时效硬化,对固溶后的Cu-Cr-Zr合金和Cu-Cr-Zr-RE合金施以60%冷变形再进行480℃时效处理,其显微硬度和导电率较固溶后直接进行时效处理均有明显提高。微量添加的稀土元素对合金的抗软化性能均有改善作用,其中以混合稀土Ce+Y对合金抗软化性能的改善作用最为显著,可将Cu-Cr-Zr合金的软化温度提高约45℃。     

整体抽油泵筒的稀土表面处理

将稀土氮碳硼共渗技术应有和于４５钢制ＣＹＢ－５７ＴＨ－７．３－１．２型整体抽油噘筒的表面处理，可使内径５７ｍｍ、长度７３００ｍｍ的整体泵筒在直线度基本不变、径向总变形量小于０．０５０ｍｍ的前提下，获得层深达０．４ｍｍ，表面最高硬度９４０～１０５０ＨＶ的稀土氮碳硼渗层，其性能指标达到或超过了美国ＡＰＩ标准。油田实验结果表明，在含砂量高、腐蚀严重的稠油井中，其泵效和使用寿命明显高于镀铬和引进美国技术的