收藏本站
《上海大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

热作模具钢(H13型)表面处理及其热疲劳、热熔损性能研究

闵永安  
【摘要】:采用表面处理、表面改性技术,提高热作模具相关的服役性能。这是当前热作模具研究、应用领域中最热门的方向之一。 针对热作模具钢的表面氧化处理,本文开发了一种带蒸汽预热装置的氧化处理炉,这种炉型现已应用于工业生产。该炉型的蒸汽盘箱管、蒸汽室等各种结构设计使蒸汽能充分预热、并稳定地通入氧化炉中,保证了模具钢氧化工艺顺利实施,及设备的可靠性、安全性。试图将蒸汽氧化和气体氮化结合在单一的热处理炉中的尝试并没有成功。因此,本文中的氧化试样主要在专门设计的氧化炉中进行,氮化则是在等离子渗氮炉中进行。 结合热力学计算和具体试验研究了H13钢的表面氧化行为。采用Thermal-Calc软件计算了500℃至700℃温度范围内不同氧分压条件下H13表面形成的氧化物物相组成及其变化。在上述温度范围内,试验研究了H13钢分别在0.2MPa蒸汽流、0.1MPa的空气、0.001MPa的低压空气条件下的氧化膜组织。发现低压空气条件下形成的氧化膜的微观组织和物相更接近蒸汽条件下形成的氧化膜,而与常压空气下形成的氧化膜有明显差异。 热力学计算表明,高氧分压有助于Fe_2O_3相的生成,而低氧分压有助于Me_3O_4相的生成。高氧分压下完整的致密Fe_2O_3层的快速形成将阻碍各种原子的向内扩散,从而抑制Me_3O_4相的生成。因此,在适当的低氧条件下H13钢的氧化显著快于空气条件下的氧化。除了适当的氧分压,H13钢在蒸汽条件中的氧化机制更为复杂,还与氧离子的短程扩散有关。计算表明,同Fe_2O_3和Fe_3O_4相一样,尖晶石相FeCr_2O_4,FeV_2O_4,Fe_2SiO_4也是H13钢氧化膜的主要组成相。 蒸汽氧化和等离子氮化复合试验和研究表明,H13钢的表面预氧化无助于随后的等离子氮化。等离子氮化过程中,蒸汽氧化膜将逐步减薄、直到消失后氮才开始渗入。等离子渗氮将使H13钢在随后蒸汽氧化中的氧化速度显著增加,这要归因于等离子的轰击活化作用和由此引起蒸汽条件下氧的快速扩散。试验发现,
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG174

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 孙健;王晓鸣;邹宗树;;表面渗铝氧化处理后8407钢的抗熔损性能[J];过程工程学报;2010年04期
2 朱洪波;闫永生;孙小亮;华勤;翟启杰;;Nb对灰铸铁热疲劳性能的影响[J];现代铸铁;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡心彬;铌微合金化H13钢的热疲劳行为[D];上海大学;2005年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李熙章;施占华;周凤云;肖钟义;;几种模具钢的热疲劳性能对比研究[J];安徽工学院学报;1988年02期
2 李熙章;施占华;汤继跃;肖钟义;吴一平;;评定模具钢热疲劳性能的Uddeholm法[J];安徽工学院学报;1988年02期
3 李荣强,喻奇,黄美平;钢铁件表面黑色转化膜技术[J];表面技术;1999年03期
4 张文华,徐文清;钢铁表面碱性氧化工艺及其维护[J];材料保护;1999年12期
5 王嘉敏,隋静婵,孙晓明;Cr9Mo和Cr5Mo钢的等温氧化行为[J];材料开发与应用;1998年06期
6 新井国夫,陆善春;渗氮氧化热处理新技术[J];柴油机设计与制造;1994年01期
7 苏大任;氨加空气的氧氮共渗工艺及其性能[J];柴油机;1994年04期
8 李俊,林腾蛟,陈兵奎;钢铁常温氧化-磷化处理工艺的研究[J];电镀与环保;1996年06期
9 翟福宝,张质良,夏萼辉,张耀宗,刘立兵;热喷熔技术在模具表面性能强化方面的研究[J];锻压技术;2000年05期
10 邓立元,周书天,仇明华,罗娟;钢铁常温氧化着色工艺的研究[J];电镀与精饰;2001年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵海;张教强;季铁正;杨满红;寇开昌;;离子注入技术改性聚酰亚胺薄膜的研究进展[J];工程塑料应用;2011年07期
2 王宝军;王文俊;林均品;;Fe_3Si和316不锈钢在工业锌液中的腐蚀机制[J];鞍钢技术;2006年01期
3 于广祥;;铝合金挤压模具的失效与热磨损热疲劳性能[J];安徽工学院学报;1988年02期
4 刘树德;林颜盛;黄正安;许玉贤;;评定热锻模钢机械性能的模拟冷却技术[J];安徽工学院学报;1988年02期
5 江建刚;硬质合金粉末喷涂试验[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2001年03期
6 孙广丽;宫世创;;Cr12系列冷作模具钢厚扁钢的生产试制[J];辽宁科技大学学报;2011年01期
7 谢长生,崔昆;奥氏体热模钢的热疲劳特性[J];兵器材料科学与工程;1992年01期
8 向兴华,刘正义,李尚周;Ni基WC型自熔合金重熔涂层的制备与耐磨性能研究[J];兵器材料科学与工程;2001年02期
9 辛士进,董莹;耐热不锈钢套气体氮化应用研究[J];兵器材料科学与工程;2004年01期
10 蔡舒,彭珍珍,冯杰,鲁枫,李鸿祥,陈玉如;常压烧结制备Al_2O_3/SiC纳米复合陶瓷及其显微结构的研究[J];兵器材料科学与工程;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴永炘;;唑类铜缓蚀剂在OSP应用的研究[A];2003年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2003年
2 韩廷亮;罗韦因;刘钧泉;;镀后处理技术与研究发展动态[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 于连旭;宋篪;孙雅茹;孙文儒;孙晓峰;郭守仁;胡壮麒;;P对IN783合金氧化性能的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
4 谭惠钟;陈继志;王嘉敏;;5种常用耐热钢的耐高温二氧化硫气体腐蚀性能研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
5 黄烁;王磊;黄炎;刘杨;吴剑涛;燕平;李俊涛;;定向凝固DZ792镍基高温合金900℃下的热腐蚀行为[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
6 韩汾汾;李辉;张健;楼琅洪;;Ta对铸造镍基高温合金氧化行为的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
7 祝志超;程从前;王鲁;王冰;赵杰;;退火炉辐射管破裂失效分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
8 金艳梅;刘赵淼;;液体涂覆中褶皱形成的影响因素及防治措施[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
9 陈昌云;温庆红;;印刷对铝基材质量的要求[A];2009(重庆)中西部第二届有色金属工业发展论坛论文集[C];2009年
10 于凤坤;陈志强;郝建军;马跃进;;等离子喷涂电源的发展状况和趋势[A];第十二次全国农机维修学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊一;K4104镍基高温合金渗A1高温防护涂层性能的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李丹;超(超)临界火电机组传热管用不锈钢的研究[D];江苏大学;2010年
3 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
4 潘成刚;多金属热锻模热应力缓解机理及方法研究[D];武汉理工大学;2010年
5 罗来马;高速电弧喷涂FeMnCrAl/碳化物系涂层组织与性能及其机理研究[D];浙江大学;2010年
6 刘正堂;聚氨酯预聚物接枝L-羟脯氨酸催化剂的制备和高温防腐节能示温涂料的研制[D];兰州大学;2011年
7 陈辉;基于Mo_5Si_3难熔金属硅化物的合金化与复合化改性[D];兰州理工大学;2011年
8 岳增武;喷丸与沉积稀土氧化物涂层对Fe-Cr耐热钢高温氧化性能的影响[D];山东大学;2011年
9 刘延斌;粉末冶金钛基复合材料制备及应用基础[D];中南大学;2011年
10 黄道远;热/力作用下钴基硬质合金组织性能变化及相关机理的研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏志俊;稀土元素对Ni60自熔性合金涂层组织和性能的影响[D];河南理工大学;2010年
2 陈镐;热浸镀铝制备不锈钢容器表面铝化物涂层及其渗氘性能[D];中国工程物理研究院;2010年
3 周伟;热处理工艺对510L热轧钢氧化皮结构和腐蚀性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
4 张阿莉;等离子束表面冶金高硅涂层研究[D];山东科技大学;2010年
5 沈闯;Sb对AZ91-xRE镁合金稀土相形态及其组织和性能的影响[D];郑州大学;2010年
6 王晓华;钢铁黑膜磷化的研究[D];辽宁师范大学;2010年
7 相珺;激光束扫描方式对40Cr表面改性层组织性能的影响[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 安云玲;掺硼金刚石薄膜表面的氨基终端修饰的研究[D];天津理工大学;2010年
9 邓仪煜;汽车发动机活塞销抗摩擦磨损性能研究[D];江西理工大学;2010年
10 张雪辉;电沉积Ni-W合金镀层的制备、结构及其性能研究[D];江西理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯晓曾;刘剑虹;;3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl钢热疲劳机理及热疲劳抗力的差异[J];安徽工学院学报;1988年02期
2 李熙章;施占华;周凤云;肖钟义;;几种模具钢的热疲劳性能对比研究[J];安徽工学院学报;1988年02期
3 李健;束德林;郭新成;;钨系热作模具钢热疲劳特性的研究[J];安徽工学院学报;1988年02期
4 刘剑虹;冯晓曾;张德福;;利用扫描电镜动态研究3Cr2W8V钢热疲劳裂纹的萌生[J];安徽工学院学报;1988年02期
5 李熙章;施占华;汤继跃;肖钟义;吴一平;;评定模具钢热疲劳性能的Uddeholm法[J];安徽工学院学报;1988年02期
6 宗亚平;郝士明;李斌;;热作模具钢热疲劳性能测定方法的研究[J];安徽工学院学报;1988年02期
7 刘宗昌,杜志伟,朱文方,曹东奎;H13钢的回火二次硬化[J];兵器材料科学与工程;2001年03期
8 王毛球,董瀚,王琪,李建新,赵隆;奥氏体化对3Cr-3Mo-Nb二次硬化钢的组织和力学性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2002年05期
9 杨瑞成,聂福荣,师瑞霞,王晖;WC/钢基合金的强韧化因素分析[J];甘肃工业大学学报;2001年01期
10 胡志刚;热作模具材料的进展[J];甘肃冶金;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 何燕霖;高性能预硬型塑料模具钢的计算机合金设计[D];上海大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 李挺;刘宗昌;邬富宝;;H13钢均质化和球化退火工艺的研究[J];内蒙古科技大学学报;2011年04期
2 孙健;王晓鸣;邹宗树;;8407钢渗铝氧化处理形成的氧化膜组织与结构[J];钢铁研究;2011年03期
3 孙健;;渗铝氧化8407钢表面热疲劳行为研究[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2012年05期
4 李天生;王福明;李长荣;张国庆;;合金元素对SKD61钢中析出相热力学的影响[J];材料热处理学报;2013年05期
5 李天生;王福明;张国庆;;Nb微合金化高Mo热作模具钢的热力学研究[J];热加工工艺;2012年23期
6 SUN Jian;XU Yu-song;WANG Xiao-ming;ZOU Zong-shu;;Anti-Thermal-Fatigue Property of 8407 Steel With Surface Aluminization and Oxidation Treatment[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2013年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 闫帅;吴蒙华;王元刚;杨铎;宁智;;表面强化技术重点发展方向:表面涂覆层强化[A];第15届全国特种加工学术会议论文集(下)[C];2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 陈雪梅;新型压铸用模具钢R527的研究开发[D];中南大学;2011年
2 汪圣锋;连续挤压包覆机挤压轮用钢的研究[D];武汉科技大学;2012年
3 虞康;大型复杂动力总成部件的压铸模具温度场与应力场研究[D];华中科技大学;2012年
4 李磊;22MnB5热浸镀铝钢焊接特性及耐蚀性研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
5 唐文彬;6K缸盖用灰铸铁的Nb微合金化研究[D];华中科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李健;束德林;郭新成;曹用涛;王恩辉;金哲学;;热处理对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响[J];安徽工学院学报;1982年01期
2 李熙章;施占华;汤继跃;肖钟义;吴一平;;评定模具钢热疲劳性能的Uddeholm法[J];安徽工学院学报;1988年02期
3 宗亚平;郝士明;李斌;;热作模具钢热疲劳性能测定方法的研究[J];安徽工学院学报;1988年02期
4 魏守义;孙贵通;孙永祺;;钢铁常温化学发黑[J];表面技术;1991年02期
5 郭良生;黄霓裳;;钢铁室温除油除锈二合一处理剂[J];材料保护;1992年02期
6 邓文;;常温发黑液的应用[J];材料保护;1993年01期
7 李景尧,杨艳明,石小刚,付哲仁;高装饰性钢铁碱性氧化技术的研究[J];材料保护;1997年09期
8 高红霞,王爱珍,邵建敏,冉洪波,王怀宇;钢铁表面装饰着色处理技术[J];材料保护;1999年11期
9 王建江;钢铁材料发黑处理的现状与未来[J];材料保护;1994年07期
10 张守魁,王州虹;钢铁材料常温无毒着色处理[J];材料保护;1995年08期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王鹏;张杰江;胡亚民;;H13钢的应用现状[J];模具制造;2007年12期
2 贺福,王润娥,赵建国;我国碳纤维工业的现状及其展望[J];高科技纤维与应用;1999年01期
3 何向山 ,谢长生 ,崔昆;新型奥氏体热作模具钢[J];华中科技大学学报(自然科学版);1985年S1期
4 齐宝森,陈方生,曹丽敏,彭其凤;3Cr2W8V钢碳锰氮复合渗[J];热加工工艺;1997年06期
5 张震亚 ,荣俊奎;奥氏体热作模具钢的研究[J];钢铁研究学报;1985年01期
6 周文达;;几种国外热作模具钢性能评析[J];上海金属;1985年04期
7 孙舒明;李静;;热作模具钢发展现状综述[J];科技致富向导;2011年20期
8 叶为德;;介绍一种高性能的新型热作模具钢[J];中国制造业信息化;1986年04期
9 王文正,朱宗元,周川吉;热作模具钢的热磨损性能[J];机械工程材料;1989年05期
10 续维;新型热作模具钢H13A的组织性能[J];特殊钢;1993年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 闵永安;吴晓春;陈玉华;王荣;;H13与DIEVAR钢蒸汽氧化膜的组织与性能[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
2 闵永安;吴晓春;陈玉华;王荣;;H13与DIEVAR钢蒸汽氧化膜的组织与性能[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
3 闫联生;陈增解;;表面处理提高碳/酚醛烧蚀材料的性能[A];第十三届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1999年
4 狄士春;曹光宇;潘明强;;微弧氧化技术在铝合金、镁合金、钛合金表面处理上的应用[A];2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集[C];2005年
5 王振华;卢咏来;张立群;;原位改性对纳米氢氧化镁/EPDM复合材料性能的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
6 付承菊;周祖福;汪波;;玻璃钢筋增强混凝土的研究[A];第十四届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2001年
7 袁青青;邵正中;;全丝素蛋白复合材料[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
8 刘健;;无石棉增强材料的发展和现状[A];第十一届中国摩擦密封材料技术交流暨产品展示会论文集(摩擦卷)[C];2009年
9 于伟东;姚江薇;;碳纤维的表面处理及其时间效应[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
10 陈美祝;林俊涛;吴少鹏;张涛;;再生骨料吸水率的研究[A];房建材料与绿色建筑[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 锡林;表面处理和抛光分离成为主攻目标[N];中国纺织报;2006年
2 徐怀明;北泰汽配工业园建设快马加鞭[N];蚌埠日报;2006年
3 ;不锈钢的表面处理[N];现代物流报;2006年
4 林传仁 肖祥玉 林九珍;双友金属 热作模具钢成“抢手货”[N];闽北日报;2010年
5 高宏适;日本冷热作模具钢发展变化[N];世界金属导报;2011年
6 晓张;国产新型氧化炉研制成功[N];中国建材报;2000年
7 李勇;加强新技术研究 提高热作模具钢性能[N];中国冶金报;2010年
8 张晓健;二重万源精工进军核电表面处理市场[N];中国工业报;2008年
9 记者 郇靖海 通讯员 赵开田;苏北首家表面处理科技产业园在徐兴建[N];徐州日报;2006年
10 记者  于新兰;徐州建成表面处理科技产业园[N];中国环境报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闵永安;热作模具钢(H13型)表面处理及其热疲劳、热熔损性能研究[D];上海大学;2005年
2 周青春;硅在H13型热作模具钢中作用的研究[D];上海大学;2012年
3 黄玉强;纳米SiO_2的表面处理及其填充LLDPE复合材料的结构与性能研究[D];北京化工大学;2003年
4 陈海群;纳/微米材料的表面处理及其在高聚物基复合材料中的应用研究[D];南京理工大学;2004年
5 金亚旭;钛酸钾晶须增强镍磷基化学复合镀层的制备与性能研究[D];武汉理工大学;2008年
6 戴玲;提高脉冲电容器储能密度的新方法的研究[D];华中科技大学;2005年
7 梅启林;纳米碳纤维的表面处理及其聚合物复合材料的性能研究[D];武汉理工大学;2008年
8 韩纪梅;纳米羟基磷灰石晶体/复合树脂口腔修复材料研究[D];四川大学;2005年
9 姚江薇;PAN基碳纤维成形和表面处理中的弱节生成与抑制机理[D];东华大学;2005年
10 周桢;聚合物/多壁碳纳米管复合材料结构与性能的研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱苑林;苯乙烯—马来酸酐共聚物的部分酯化物在颜料分散中的应用[D];北京化工大学;2001年
2 李郁;钛白粉的表面处理及在色母粒中的应用[D];北京化工大学;2005年
3 何燕;YL112铝合金表面氧化处理工艺技术研究[D];重庆大学;2005年
4 许林;炭纤维表面处理及结构与性能的研究[D];中南大学;2008年
5 王大鹏;用于车辆称重的碳纤维混凝土的压敏性及其稳定性的研究[D];河北工业大学;2005年
6 范大鹏;超临界二氧化碳对碳纤维的表面处理[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 孙旭炜;SiC颗粒表面处理及制备工艺对SiCp/6066Al复合材料组织和性能的影响[D];西南大学;2006年
8 刘畅;根管内表面处理对纤维桩粘结强度的影响[D];吉林大学;2009年
9 刘丽娟;碳纤维水泥基复合材料界面的研究[D];北京化工大学;2003年
10 叶露;聚合物/纳米碳酸钙复合材料的制备及性能[D];北京化工大学;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026