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AISI 410钢表面FeB/Fe_(2)B渗层生长动力学模型
1
作者 石铭霄 童升 +3 位作者 王伟华 徐清鹏 陈九公 李敬勇 《江苏科技大学学报(自然科学版)》 2025年第6期67-72,共6页
渗硼热处理作为常用的表面强化技术,可显著提升不锈钢表面耐磨性与耐腐蚀性,其原理是通过在金属表面形成硼化物实现强化.当前不锈钢渗硼多采用膏剂或粉末渗硼,形成FeB/Fe_(2)B复合层,但FeB层硬度高、脆性大,复合层因线膨胀系数差异产生... 渗硼热处理作为常用的表面强化技术,可显著提升不锈钢表面耐磨性与耐腐蚀性,其原理是通过在金属表面形成硼化物实现强化.当前不锈钢渗硼多采用膏剂或粉末渗硼,形成FeB/Fe_(2)B复合层,但FeB层硬度高、脆性大,复合层因线膨胀系数差异产生内应力,易导致开裂剥落,故实际生产期望获得Fe_(2)B单层结构.文中针对AISI 410钢开展膏剂渗硼试验,依据渗层厚度测量结果,结合生长界面质量平衡方程,建立活性硼原子在FeB和Fe_(2)B层中的扩散方程,并以Arrhenius方程关联渗硼温度.通过构建扩散模型推导FeB/Fe_(2)B层演化方程,经实测与预测值对比验证模型有效性,进而得出单一Fe_(2)B层厚度与扩散退火时间、温度的关系方程. 展开更多
关键词 渗硼 硼化物层 生长动力学 扩散模型 扩散退火
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渗硼时间对高钒钢渗硼层组织和性能的影响
2
作者 王戈 富玉竹 《信息记录材料》 2025年第6期21-23,50,共4页
高钒钢作为高压辊磨机磨辊的关键材料,为高压辊磨机高效、节能的粉碎效果提供了重要保障。但随着我国采矿深度的日益增加以及采矿条件的愈发恶劣,对高压辊磨机的性能提出了更高的力学性能要求。本文以高钒钢为研究对象,对其表面进行渗... 高钒钢作为高压辊磨机磨辊的关键材料,为高压辊磨机高效、节能的粉碎效果提供了重要保障。但随着我国采矿深度的日益增加以及采矿条件的愈发恶劣,对高压辊磨机的性能提出了更高的力学性能要求。本文以高钒钢为研究对象,对其表面进行渗硼处理。采用金相显微镜、X射线衍射、显微硬度等检测方式,研究了渗硼后的物相组织、形貌和性能,并重点讨论了渗硼时间对渗硼层组织和性能的关系。结果表明:高钒钢经渗硼处理后,在其表面可以获得一定厚度的化合物层。化合物层由硼化铁(FeB)组成,以齿状的方式垂直楔入基体,且与基体结合牢固。在900℃下分别保温1~8 h后,获得的化合物层厚度范围为22~69μm,厚度增加的趋势呈先快后慢的特点。显微硬度变化范围为749~1 261 HV,化合物层的厚度按抛物线关系生长,随着化合物层厚度的增加,其表面硬度的增加趋势与厚度的增加趋势保持一致。 展开更多
关键词 高钒钢 固体渗硼 渗硼层 显微硬度
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硼及其硼化物的应用现状与研究进展 被引量：35
3
作者 刘然 薛向欣 +4 位作者 姜涛 张淑会 段培宁 杨合 黄大威 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1-4,共4页
硼及其硼化物在现代工业中有着广阔的应用前景。分析了我国硼矿资源的分布和特点,着重阐述了硼及其硼化合物综合利用的途径及现状,总结了硼及其硼化合物在冶金工业、陶瓷工业、永磁材料、超导材料、晶须材料、稀土材料等领域的应用情况... 硼及其硼化物在现代工业中有着广阔的应用前景。分析了我国硼矿资源的分布和特点,着重阐述了硼及其硼化合物综合利用的途径及现状,总结了硼及其硼化合物在冶金工业、陶瓷工业、永磁材料、超导材料、晶须材料、稀土材料等领域的应用情况,并对今后的发展趋势进行了探讨。 展开更多
关键词 硼矿 硼 硼化物 应用现状
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稀土元素对固体渗硼层的改性作用 被引量：29
4
作者 曹晓明 温鸣 +2 位作者 韩文祥 王润 龙义 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期350-353,共4页
通过研究渗硼层厚度、脆性、表面含硼量、表面形貌的变化及耐锌液腐蚀的性能，充分证实了稀土元素对改善渗硼组织有明显作用。结果表明，改性渗硼组织的耐锌腐蚀寿命大幅度提高，将其制成测温热电偶用于工业生产，耐锌液腐蚀寿命达半年... 通过研究渗硼层厚度、脆性、表面含硼量、表面形貌的变化及耐锌液腐蚀的性能，充分证实了稀土元素对改善渗硼组织有明显作用。结果表明，改性渗硼组织的耐锌腐蚀寿命大幅度提高，将其制成测温热电偶用于工业生产，耐锌液腐蚀寿命达半年之久，为解决热镀锌设备的腐蚀问题提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 稀土 渗硼 锌 腐蚀 脆性
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稀土对45钢渗硼层组织和性能的影响 被引量：19
5
作者 彭志辉 杨志兵 +1 位作者 王少武 郭义万 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第7期31-34,共4页
研究了稀土对 4 5钢渗硼层组织和性能影响 ,并对影响机理进行了初步探讨。结果表明 ,稀土 硼共渗层的组织、显微硬度、脆性、耐磨性比单一渗硼层明显改善 ,尤其是耐磨性显著提高 ,稀土元素 (La)在渗层中呈不均匀状态。
关键词 稀土 渗硼 渗硼层 组织 性能 45钢
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Fe_2B相价电子结构及其本质脆性 被引量：47
6
作者 李木森 傅绍丽 +2 位作者 徐万东 张瑞林 余瑞璜 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期A201-A208,共8页
根据固体与分子经验电子理论对Ｆｅ_２Ｂ相的价电子结构进行了定量分析，通过键距差（ＢｏｎｄＬｅｎｇｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）方法计算了Ｆｅ_２Ｂ晶体配位团各键上的共价电子数。结果表明，沿［２２０］位向分布的Ｆｅ－Ｆｅ原子... 根据固体与分子经验电子理论对Ｆｅ_２Ｂ相的价电子结构进行了定量分析，通过键距差（ＢｏｎｄＬｅｎｇｔｈＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）方法计算了Ｆｅ_２Ｂ晶体配位团各键上的共价电子数。结果表明，沿［２２０］位向分布的Ｆｅ－Ｆｅ原子键最强，其共价电子数ｎ_Ａ＝０．３８５２，键能Ｅ_Ａ＝１５．７３７２ｋＪ／ｍｏｌ；沿［００２］位向分布的Ｂ－Ｂ原子键较弱，其共价电子数ｎ_Ｄ＝０．１３９２，键能Ｅ_Ｄ＝４．５０５２ｋＪ／ｍｏｌ。从而建立了Ｆｅ_２Ｂ晶体原子间的空间键络，并从键络分布的不均匀性解释了Ｆｅ２Ｂ本质脆性的产生原因。将Ｆｅ_２Ｂ脆性的实验观察和理论分析结果相比较。 展开更多
关键词 金属 Fe2B相 价电子结构 本质脆性 渗硼
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固体渗硼最佳工艺技术及其发展趋势 被引量：19
7
作者 袁晓波 杨瑞成 +1 位作者 陈华 王伟兰 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 2003年第5期5-9,14,共6页
围绕渗硼工艺,对渗硼的预处理、温度、渗硼剂、渗硼新方法和后处理等各方面的研究进展进行了阐述,给出了各自最佳的适用范围,并对渗硼技术的发展方向和应用前景做出了展望。
关键词 表面工程 固体渗硼 最佳工艺选择 组织 性能
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交流电场增强45钢中低温粉末法渗硼特性 被引量：15
8
作者 程健 谢飞 +2 位作者 孙力 朱丽曼 潘建伟 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1311-1318,共8页
通过在粉末法渗硼过程中施加交流电场,对45钢进行中低温粉末法渗硼,研究交流电场增强中低温粉末法渗硼特性.结果表明,位于交流电场平行电极间不同位置处试样渗硼效果一致.施加适当的交流电场,可显著增加中低温（450~800℃）下的渗硼速度... 通过在粉末法渗硼过程中施加交流电场,对45钢进行中低温粉末法渗硼,研究交流电场增强中低温粉末法渗硼特性.结果表明,位于交流电场平行电极间不同位置处试样渗硼效果一致.施加适当的交流电场,可显著增加中低温（450~800℃）下的渗硼速度,硼化物层厚度与渗硼温度呈线性关系.交流电场增强渗硼渗层的形貌与常规渗硼的相似,呈锯齿状垂直楔入基体,其厚度与渗硼时间关系曲线呈抛物线型.采用交流电场易于获得单一Fe2B相渗层.在800℃渗硼时,交流电场增强渗硼的硼化物层厚度随电场电流增加而增加.交流电场的促渗作用是电场强化试样内的扩散、渗剂中的反应与扩散及提高渗罐内的实际温度等的综合结果. 展开更多
关键词 粉末法渗硼 交流电场 中低温 扩散
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渗硼过程的稀土催渗与共渗研究进展 被引量：42
9
作者 冯承明 许斌 华磊 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 1995年第6期3-4,10,共3页
关键词 渗硼 稀土族 催渗 化学热处理
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耐液态锌腐蚀材料的研究和应用 被引量：27
10
作者 曹晓明 姜信昌 +2 位作者 温鸣 王润 龙义 《金属热处理学报》 EI CSCD 1997年第2期25-29,共5页
研究了多种材料的耐液态锌腐蚀性能，筛选出实用性较好的改性ＦｅＢ金属间化合物，带有这种Ｆｅ－Ｂ化合物层的热电偶套管在工业上试用，取得了良好的效果。
关键词 液态锌 腐蚀 热镀锌 热电偶 套管 渗硼
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固体硼铬稀土共渗组织与性能研究 被引量：23
11
作者 许斌 冯承明 +1 位作者 宋月鹏 李玉平 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 1998年第6期23-26,共4页
研究了固体硼铬稀土共渗工艺、共渗层成分、组织和性能，并与单一渗硼层进行了比较。结果表明，硼铬稀土共渗改善了渗层组织，较大幅度地降低了渗层脆性，提高了渗层的抗疲劳磨损性能，稀土具有与单一渗硼时相同的催渗作用。还对共渗层... 研究了固体硼铬稀土共渗工艺、共渗层成分、组织和性能，并与单一渗硼层进行了比较。结果表明，硼铬稀土共渗改善了渗层组织，较大幅度地降低了渗层脆性，提高了渗层的抗疲劳磨损性能，稀土具有与单一渗硼时相同的催渗作用。还对共渗层中铬含量较少但分布均匀的原因进行了初步的分析。 展开更多
关键词 硼铬稀土共渗 脆性 疲劳磨损 渗硼
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钛及钛合金渗硼的研究现状与反应机理 被引量：12
12
作者 李凤华 王丽娜 +1 位作者 衣晓红 樊占国 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2013年第3期212-217,共6页
钛合金表面渗硼可极大地提高钛合金的耐磨性能.本文综合阐述了国内外钛及其合金表面渗硼的研究现状,探讨了固体渗硼法中表面渗层形成机理与硼钛化合物的生长动力学.基体组织、渗剂组成、渗硼温度、氧分压等因素会影响渗硼层结构.在接近... 钛合金表面渗硼可极大地提高钛合金的耐磨性能.本文综合阐述了国内外钛及其合金表面渗硼的研究现状,探讨了固体渗硼法中表面渗层形成机理与硼钛化合物的生长动力学.基体组织、渗剂组成、渗硼温度、氧分压等因素会影响渗硼层结构.在接近β转变点的温度条件下,可能获得较厚的渗硼层.双相结构中的TiB与TiB2层的厚度d与时间t的关系分别满足Fick扩散第二定律d2=K·t. 展开更多
关键词 钛合金 硼钛化合物 固体渗硼 生长动力学 扩散机理
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TC4钛合金低温固体稀土-硼共渗 被引量：10
13
作者 雷丽 李凤华 +3 位作者 李金生 衣晓红 奚正平 樊占国 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期101-105,共5页
研究了TC4钛合金在950℃低温(β转变温度以下)下进行固体稀土-硼共渗的渗层形貌、物相组成、组织性能及基体相变。结果表明,低温稀土-硼共渗,可使TC4钛合金表面获得实用的渗硼硬化层,由TiB2和TiB双相化合物组成。同1050℃高温稀土-硼共... 研究了TC4钛合金在950℃低温(β转变温度以下)下进行固体稀土-硼共渗的渗层形貌、物相组成、组织性能及基体相变。结果表明,低温稀土-硼共渗,可使TC4钛合金表面获得实用的渗硼硬化层,由TiB2和TiB双相化合物组成。同1050℃高温稀土-硼共渗相比,低温渗硼层致密均匀无孔洞,而且硬度梯度和脆性得到进一步改善。低温渗硼后TC4基体为等轴组织,性能良好,能有效地防止高温(β转变温度以上)时β相形成粗晶。低温渗硼有效地改善渗层的性能,减小工件畸变。 展开更多
关键词 TC4钛合金 低温 固体渗硼 渗层
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稀土粉末渗硼45钢的磨损与腐蚀性能 被引量：11
14
作者 苏振国 安健 +3 位作者 田旭 陆有 杨永利 孙世杰 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期183-186,190,共5页
研究了45钢单一渗硼和添加Nd2O3稀土渗硼,两种方法得到的渗硼层都是由FeB和Fe2B两相组成,但Fe2B相的比例随着渗剂中Nd2O3含量的增加而增加。当渗剂中Nd2O3含量为5%时,渗硼层最厚达到135μm,增加50%。比较不加稀土渗硼试样和添加5%稀土... 研究了45钢单一渗硼和添加Nd2O3稀土渗硼,两种方法得到的渗硼层都是由FeB和Fe2B两相组成,但Fe2B相的比例随着渗剂中Nd2O3含量的增加而增加。当渗剂中Nd2O3含量为5%时,渗硼层最厚达到135μm,增加50%。比较不加稀土渗硼试样和添加5%稀土渗硼试样的磨损实验结果可知:载荷小于90N时,5%稀土试样的磨损率高于不加稀土试样的磨损率,而在高载荷下情况相反;低载荷时,5%稀土试样的摩擦系数低于不加稀土试样,载荷超过90N后,两者基本一致。与未处理试样相比,两种方式得到的渗硼试样,在HCl 5 vol%溶液中的腐蚀电位变化不明显,但能显著降低腐蚀电流密度,从而降低腐蚀速率。 展开更多
关键词 渗硼 稀土 摩擦磨损 腐蚀
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渗硼层中夹缝组织的研究 被引量：7
15
作者 李木森 刘玉先 +3 位作者 肖庆成 王梁 于家洪 孙希泰 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 1995年第6期11-14,共4页
对渗硼层中的夹缝组织进行了分析研究。结果表明：夹缝组织是渗硼层中的反常组织，硬度在370～530HV之间；主要成分为Fe、Si、C，无B；相组成为FeSiC、Fe3Si、Fe5Si3和FeSi。对夹缝组织的形成原因进行了讨论。
关键词 渗硼 硼化物层 夹缝组织 化学热处理
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渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响 被引量：7
16
作者 詹斌 刘宁 +2 位作者 李彬彬 刘爱军 唐慧兰 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期134-139,共6页
采用粉末冶金法制备了纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷,并用固体粉末法对其进行了渗硼处理。研究了渗硼处理对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织以及抗弯强度和硬度的影响。结果表明:渗硼处理使Ti(C,N)基金属陶瓷中生成了CoB、TiB2、MoB2和石墨相。... 采用粉末冶金法制备了纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷,并用固体粉末法对其进行了渗硼处理。研究了渗硼处理对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织以及抗弯强度和硬度的影响。结果表明:渗硼处理使Ti(C,N)基金属陶瓷中生成了CoB、TiB2、MoB2和石墨相。金属陶瓷的渗硼层由硼化物层、扩散层和基体区组成,厚度为100～140μm。硼化物层主要由CoB组成,扩散层含有较多孔隙,基体区存在富硼的渗硼影响区,影响区具有与Ti(C,N)基金属陶瓷近似的微观组织,但金属相含量较少。渗硼处理使Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度降低,主要是由材料中产生的热应力、组织应力以及组织变化引起的。Ti(C,N)基金属陶瓷的表面硬度提高48.7%。在由渗硼层表面向内部100～140μm范围内,硬度呈下降趋势。 展开更多
关键词 TI(C N)基金属陶瓷 渗硼 组织 力学性能
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稀土元素对硼化物层组织形貌的影响 被引量：9
17
作者 宋月鹏 冯承明 许斌 《稀土》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期59-60,63,共3页
本文论述了稀土元素在硼化物层中的分布和渗剂中稀土元素的含量对组织形貌的影响 ,重点探讨了含稀土硼化物层外层疏松形成的过程。
关键词 硼化物层 稀土元素 显微组织形貌 渗硼 金属 化学热处理 催渗作用
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渗硼对钢铁表面组织与性能影响的研究现状 被引量：19
18
作者 慕东 王渠东 沈保罗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期42-44,55,共4页
渗硼是一种应用广泛的表面化学处理技术。详细介绍了渗硼对钢铁组织和性能的影响,主要包括钢铁渗硼后的组织、硬度、耐磨性、耐蚀性和抗氧化性等方面的研究,并提出了渗硼研究存在的问题及今后的研究方向。
关键词 渗硼 组织 性能
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碳钢表面渗硼层在油润滑条件下的摩擦磨损性能研究 被引量：6
19
作者 刘维民 夏延秋 +2 位作者 韩宁 张泽抚 薛群基 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期347-351,共5页
采用化学热处理工艺对 45 # 钢进行渗硼表面改性 .在 SRV摩擦磨损试验机上对比考察了渗硼层在液体石蜡及含硼添加剂 -液体石蜡润滑下的摩擦磨损性能 .采用 X射线光电子能谱仪和 X射线衍射仪对比分析了 45 #钢表面硼改性层和含硼添加剂... 采用化学热处理工艺对 45 # 钢进行渗硼表面改性 .在 SRV摩擦磨损试验机上对比考察了渗硼层在液体石蜡及含硼添加剂 -液体石蜡润滑下的摩擦磨损性能 .采用 X射线光电子能谱仪和 X射线衍射仪对比分析了 45 #钢表面硼改性层和含硼添加剂润滑下钢球磨斑表面典型元素组成和化学状态 .结果表明 ,化学渗硼可以大幅度降低碳钢的摩擦系数和磨损体积损失 ,渗硼层主要由 Fe2 B和 B2 O3 组成 ;渗硼改性层在含硼添加剂 /液体石蜡润滑下的摩擦磨损性能进一步改善 。 展开更多
关键词 油润滑 碳钢 渗硼 含硼添加剂 摩擦磨损性能
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H13钢渗硼层热疲劳性能的研究 被引量：9
20
作者 彭文屹 吴晓春 +1 位作者 闵永安 许珞萍 《金属热处理》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期67-70,共4页
采用Uddeholm自约束热疲劳试验方法，运用扫描电镜、X射线衍射分析技术及X射线应力测试仪等，研究了H13钢渗硼层在3000周次的热疲劳试验后，渗层形貌和相组成的变化，以及0-3000周次的热循环过程中，表面残余应力的变化，并与未渗硼试... 采用Uddeholm自约束热疲劳试验方法，运用扫描电镜、X射线衍射分析技术及X射线应力测试仪等，研究了H13钢渗硼层在3000周次的热疲劳试验后，渗层形貌和相组成的变化，以及0-3000周次的热循环过程中，表面残余应力的变化，并与未渗硼试样进行对比。分析了渗硼层热疲劳裂纹形成的原因。结果表明，渗硼层所具有的高强度和好的热稳定性，改变了热疲劳裂纹的萌生及扩展的方式和热疲劳裂纹的形貌，提高了H13钢的热疲劳抗力。 展开更多
关键词 H13钢 渗硼处理 热疲劳性能
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