热处理无氧化加热保护涂料工艺试验小结

一、引言金属热处理是机械制造业的重要组成部分,它直接关系到产品质量和使用寿命。由于加热,金属材料产生氧化、脱碳、吸收气体,使材料的质量受到影响。例如:在汽车制造中,因氧化烧损的材料占整个零件重量的7.5％,即每台载重汽车损耗优质钢材40～50公斤;由于脱碳,钢的机械性能显著降低,如脱碳使弹簧的弯曲疲劳强度降低30％;为清除氧化皮则又花费不少的人力、物力;对于那些热处理后不再加工或表面要求光亮的零件矛盾更为突出。随着国防和尖端科学技术的发展,对金属材料热处理质量的要求愈来愈严格,因此,如何减少和防止金属热处理的氧化、脱碳,就显得格外重要了。     

不锈钢、镍基合金及钛合金的酸洗

现代航空发动机中有大量的不锈钢、镍基合金和钛合金零件要用酸洗的方法除去热处理所产生的氧化皮。这些零件大都是钣金、焊接件,也有少量的锻铸件(本文只涉及钣金、焊接件)。就其基体材料而言,大体上可分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、镍基高温合金、钛及钛合金等四大类。目前,国内外大都趋向于采用“复合式酸洗”的工艺方法。习惯上,把直接在酸洗溶液中除氧化皮的方法称之为“单一式酸洗”,而把在酸洗前增加一道预处理工序,使氧化皮变得疏松易除,然后再酸洗的方法,称之为“复     

30Si2MnCrMoVE钢氮基气氛热处理氢脆问题北大核心CSCD

研究了超高强度钢30Si2MnCrMoVE在密封箱式多用炉热处理生产线中采用普氮+甲醇(N2+CH3OH)氮基气氛热处理的氢脆问题。结果表明:30Si2MnCrMoVE在H2≤3%氮基气氛中热处理,其力学性能、断裂韧性、金相组织及断口形貌与普通热处理一样,无氢脆倾向。此外还发现热处理时采用氮基气氛保护,尽管表面不产生氧化皮,改善了表观质量,但仍有脱碳现象。     

化学镀Ni-Fe-P-B合金的稳定剂醋酸铅研究

用失重腐蚀、电化学和热处理方法,研究了稳定剂醋酸铅对化学镀Ni-Fe-P-B合金的孔隙率、失重腐蚀速率、腐蚀电流密度和硬度等影响。结果表明:当醋酸铅浓度为1.0 mg/L时,Ni-Fe-P-B合金镀层的腐蚀电流密度最小(1.259 mA/cm2),孔隙率最低(0.33个/cm2),失重腐蚀速率最小。经200~600℃热处理后,合金耐蚀性有不同程度的下降,当CPb(Ac)2=1.0 mg/L时,耐蚀性下降程度最小。然而合金硬度和耐磨性提高了(200~400℃),当CPb(Ac)2=1.0 mg/L,400℃热处理后,合金硬度高达939 HV,是镀态的2倍。     

精密锻造中的无氧化加热

锻造毛坯在加热过程中,如不采取必要的措施炉膛气氛将对加热金属表面造成氧化、脱碳、污染或合金元素的烧损,给锻件的组织性能和表面质量带来严重的影响,并加快了模具的不均匀磨损,降低锻件的尺寸精度。炉膛气氛对加热金属表面的影响,对于不同的合金,往往表现出不同的形式: (1) 钢锻件毛坯加热,主要表现为氧化和脱碳。钢中的铁元素,在高温下与炉膛中的O_2、CO_2、SO_2作用,由表向里形成Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeO三种铁的氧化物,并以氧化皮     

GH141合金工艺特性研究

研究了GH141变形高温合金的冷加工硬化特性、静态再结晶及热处理对合金硬度、组织的影响.结果表明,GH141合金固溶温度须在1060℃温度以上,在1060℃保温4min硬度才出现较显著下降;冷却速度对硬度影响显著,水冷软化效果明显好于空冷;1000℃以上退火,冷却速度的影响超过了热处理温度的影响,说明冷却过程中析出硬化...     

热处理对QBe2带材的性能和显微组织的影响

铜和镍中加入约2wt％以下的铍便会产生引人注目的效果,由于产生沉淀硬化而促使其大大强化。QBe2是含有少量铍及镍的三元合金,经固溶热处理—冷加工成型—时效硬化处理后,具有高的强度、硬度、弹性极限,并且弹性滞后小,弹性稳定性好,耐疲劳、耐蚀、耐磨、高导电、导热性,受冲击时不产生火花等特性,合金具有良好的综合性能,是航空电子仪器、仪表和电器的弹性敏感元     

煤气保护加热

锻模热处理淬火加热时,为防止模具型面氧化脱碳,过去是采用铁屑、木炭装包的方法。操作繁琐,生产周期长,劳动条件差,而且易使模具表面脱碳,直接影响了模具的质量。我们用净化煤气作为淬火加热的保护气氛,经过试验,取得了初步的成效。一、概述在箱式电阻炉中加热,工件氧化脱碳的主要因素是O_2、CO_2和H_2O在一定温度下能与钢中的铁及渗碳体起反应,而且有些反应是可逆的。有效地控制炉内气氛和温度,就可以防止氧化和脱碳。我们是利用经净化处理后的煤气通入炉内来控制炉内气氛的,发生炉煤气的成份如下:     

涂层—合金体系的高温过程

本文论述了高温下涂层材料的氧化防护机理。其界面的高温过程是氧化气氛通过熔融涂层向基体扩散,导致基体合金氧化。另一过程是合金元素和涂层某些组分如硅,在界面处向内扩散。研究结果揭示了涂层一合金体系的氧化作用。涂层的作用在于阻滞氧化气氛的扩散,从而减缓铬的贫化,但不减缓钛、铝的贫化。此外,涂层中的硅,在高温过程中也有少量渗入,其深度在1100℃1000小时后为0.2mm。界面处除生成氧化物外,未发现其它反应生成物。     

高、中温盐浴炉脱氧剂的试验与应用

热处理生产实践证实,盐浴对加热工件的氧化脱碳现象,成为影响工件质量的主要因素,不少产品零件,常因氧化脱碳严重,降低了机械性能。使用过程中,常因发生早期磨损、开裂、疲劳损坏等,而造成事故。过去,采用木炭脱氧剂,脱氧效果差,污染盐浴,使零件表面脱碳、污染腐蚀,造成零件成批报废。一九七四年以来,我们试验采用氟化镁、氯化镁两种新脱氧剂,脱氧效果优良,操作方便,受到工人欢迎。     

V,Al对Nb-Si系超高温结构材料抗氧化性能的影响

采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-22Ti-12Si三元以及三种不同V,Al含量的Nb.Ti-Si-V-Al五元Nb-Si合金,研究了四种合金铸态显微组织和1250℃的抗氧化性能.结果表明:V,Al的加入促进了反应Nb3Si→Nb Nb Nb5Si3,使合金相组成由Nb Nb3Si转变成为Nb Nb5Si3,从而增加了合金中Nb相体积分数;合金的抗氧化性能随V,Al含量的增加而提高;V,Al的加入使合金氧化皮结构发生了转变,生成了较为致密的氧化皮,降低了合金的氧化速率,减少了合金氧化皮的剥落和金属氧化损失量.Nb-21.9 Ti-11.9Si-4.4V-4.1Al经过1250℃/50h氧化后金属损失厚度仅为0.1mm.     

In783 合金中β相特征及对持久性能的影响研究

In783合金是美国Inco公司在九十年代初针对第四代航空发动机开发出的Fe-Ni-Co基抗氧化低膨胀高温合金。在该合金中大幅度提高了合金元素Al的含量,不但未像GH903合金因微量元素铝的存在使合金出现应力促进晶界氧化脆性(SAGBO),而且合金经843℃中温时效后,可沿晶界析出大量链状β-NiAl相,使合金完全消除了SAGBO敏感性和由此导致的持久缺口敏感性。β-NiAl相的析出与合金元素及热处理工艺有密切关系,并直接影响着合金的力学性能。为此我们研究了In783合金的组     

表面涂层-高温合金之间的高温过程研究

采用刷涂和烧结的方法制备了高温合金表面的无机涂层，并对基体进行了预氧化处理。应用俄歇能谱仪（AES）、扫描电镜（SEM）研究了预氧化处理和高温长时间退火条件下，涂层和高温合金之间元素的相互作用。结果表明：氧在合金中的分布曲线服从抛物线法则，高温下基体中铬优先氧化，对高温合金基体进行预氧化处理能有效地阻滞高温条件下基体元素铬的贫化。     

锻模热处理耐高温保护涂料

锻造模具在热处理时由于氧化与脱碳,大量损耗金属材料,严重影响模具性能和使用寿命。特别是五吨锤以上的大型模具,加热温度高、保温时间长,加之长期沿用模具装钢包填木炭、铁屑保护的旧工艺,造成氧化与脱碳特别严重。工人劳动强度大,环境污染及能源设备利用率低。我们厂是专业化锻铸件生产厂,模具需用量大,种类繁多,急需革新锻模热处理保护工艺。我们先后采用了控制炉内气氛、模具表面涂制耐高温漆及涂刷硼酸涂料等方案,经过较长时间对比试验,实践证明,耐高     

热处理真空淬火工艺的应用

超高强度钢在普通空气炉和盐炉中热处理后，零件表面氧化脱碳相对比较厚，再返回机加车间精加工，其高强度给机加带来不便。通过改进热处理工艺，采用保护气氛炉或真空炉淬火，在满足机械性能要求的前提下，实现少、无氧化热处理。     

合金化及热处理对Fe_3Al合金组织和性能影响

研究了不同的热处理条件及添加Mn,Mo,Nb,Cr,V,RE（La-Ce）等合金元素对Fe3Al合金组织和性能的影响。结果表明,Fe3Al合金在B2相区间保温淬火后的硬度值较小,在DO3相区短时间回火硬度值大幅增加,随回火时间延长硬度值呈降低趋势,在本实验的最长回火时间内（50h）硬度稍有提高;TEM分析表明,这与回火过程中DO3畴的尺寸变化有关;合金化后Cr和V的加入降低合金硬度,其它几种元素都提高了合金的硬度;SEM分析表明合金元素的作用机理不同：Cr软化了合金,Mo主要产生固溶强化,Mn、V、Nb加入后有第二相析出,RE元素主要偏析在晶界,细晶强化。     

SiMnMoV钢板材强度σ_b与其表面硬度HRC的关系

本文研究了容器用SiMnMoV钢表面脱碳板材(淬火+300℃回火)强度σ_b与其表面硬度HRC的关系。研究结果表明:该钢表面脱碳曲线为直线,其斜率ρ=70。在表面脱碳与无脱碳板材的强度之间,发现了一个强度分界值σ_0;σ_0值随板厚α减小而下降;α一定时,σ_0为定值,不受含碳量影响。σ_b与HRC的关系符合σ_j=σ_0[1-(a+b)(48-HRC)/35ab]。σ_0值和σ_j式,为容器壁厚与强度匹配优化设计的强度选择,为低温回火用中碳低合金超高强度钢容器表面脱碳热处理,提供了科学的依据。     

真空热处理质控管理

零件经真空热处理，由于表面无氧化脱碳，零件疲劳强度大为提高，在航空制造业真空热处理获得了广泛应用，本文就真空热处理设备和工艺的鉴定项目，标准以及方法等方面结合波音标准进行了阐述，以期公司在应用真空热处理工艺时借鉴。     

Al-4Cu-1.3Mg-0.9Si合金的析出强化行为

通过硬度测试、差示扫描量热法(DSC)分析、拉伸性能测试和透射电镜(TEM)微观组织观察,研究了Al-4Cu-1.3Mg-0.9Si合金的析出强化行为。结果表明:合金具有较强的析出强化能力;合金在160～220℃下时效,随时效温度的升高,合金的时效响应速率加快,时效峰值硬度有所下降;合金在190℃时效态时,其主要析出相为S相,在190℃/24h时效态合金中还发现少量的方块状相;合金经190℃/24h时效后其常温和高温抗拉强度较同等条件下制备、同等热处理状态下的Al-4Cu-1.3Mg合金有明显的提高。     

GH4033合金的硬度超差问题探讨

从长期生产实践和试验中总结出：高温合金GH4033热处理后硬度不合格的主要原因是该合金的化学成分。在钢厂的配合下，调整了该合金的主要化学成分中铝、钛元素的含量。实践证明，改变了主要化学成分的该合金在热处理后交检合格率达100％，从而节省了大量的人力物力，保证了产品的交付周期，使废品率降为零。