稀土催渗技术与工艺的研究.doc

附件1：

江苏省高等学校
大学生实践创新训练计划项目申报表

推荐学校：常熟理工学院项目名称：稀土催渗技术与工艺的研究项目类型：■重点项目
□一般项目
□指导项目所属一级学科名称：工科项目负责人：周树政联系电话：[phone]指导教师：刘万辉联系电话：[phone]申报日期：2014年4月

江苏省教育厅制
二○一三年三月
项目名称稀土催渗技术与工艺的研究项目所属
一级学科工科项目所属
二级学科金属表面处理项目类型（√）重点项目（）一般项目（）指导项目项目实施时间起始时间：2014年4月完成时间：2015年4月项
目
简
介
(100字以内）据调查，目前采用的固体渗硼、碳等工艺普遍存在的问题是：所需温度高，时间长，获得的渗层脆性大。本项目旨在渗硼、碳等过程中加入稀土元素，从而能提高渗入速度，改善渗层组织和性能。

申请人或申请团队姓名年级学号所在院系
/专业联系电话E-mail主
持
人周树政3150511133化材学院[e-mail]许伟康3150511127化材学院[e-mail]成

员徐茂友3150511125化材学院[e-mail]冯仁泽3150511101化材学院[e-mail]蒋莹3150511136化材学院[e-mail]指导教师第一指导教师姓名刘万辉单位常熟理工学院年龄41专业技术职务副教授主要成果

主要从事材料科学相关教学与科研工作，曾发表学术论文20篇，其中SCI、EI检索6篇；并曾主持过相关科研项目。

第二指导教师姓名鲍爱莲单位常熟理工学院年龄37专业技术职务讲师主要成果

主要是从事材料加工领域的相关研究，发表相关论文6篇。

申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等）
课程组成员为常熟理工学院大三的学生，已经完成了《金属学与热处理原理》、《铸造合金原理及熔炼》、《机械设计基础》、《材料工程基础》、材料性能学》、《工程力学》等理论和实训课程，具有相应的理论知识基础和科研能力。同时我们查阅了大量关于课题的资料，了解了课题的相关知识。二、项目方案
具体内容包括：
项目研究背景（国内外的研究现状及研究意义、项目已有的基础，与本项目有关的研究积累和已取得的成绩，已具备的条件，尚缺少的条件及方法等）
渗碳、渗氮、碳氮共渗和气体软氮化是机械零件常用的热处理工艺，生产所需周期较长。由于稀土元素具有低的电负性即高的化学活性，与O、H及N原子均可发生强烈的化学反应，尤其与O的亲和力很强。因此，当炉内气氛中含有稀土元素时，将有利于煤油等高分子断键，使炉气得到活化，对渗剂的分解这一基本过程起促进作用；按热力学条件进行分解时，稀土的加入将有利于热分解更完全，使分解动力学过程加速。目前稀土对渗碳、渗氮、碳氮共渗以及渗硼均有加速作用在学术界达成共识。
20世纪50年代，美国Carpenter公司用稀土处理不锈钢，AmericanSteelFoundries用稀土处理铸钢获得成功，因此引起世界炼钢界对稀土的重视；60年代，国外学者开始把稀土元素应用于金属的表面处理中；80年代初我国学者首先将稀土引进化学热处理领域，并在钢表面的稀土催渗方面取得突破，从而带动了稀土表面改性技术在我国的发展，现已取得大量研究成果（如：硼稀土共渗、硫碳氮稀土共渗等），并在生产中获得了成功应用，经济效果极其显著。我国是稀土资源大国，大力发展稀土在化学热处理领域的应用，可充分发挥资源优势以获得最佳的技术、经济效果。
中国的稀土催渗技术目前在世界上已处于领先水平，近年来美国和欧洲也将引进中国的稀土催渗技术作为重点发展方向。
课题指导教师一直从稀土催渗方向的研究工作，本团队所在课题组具备在稀土对45钢，Q235钢等渗碳、渗硼的相关技术和经验，因此本项目具有良好的技术基础，且相关仪器和设备基本具备。
项目研究目标及主要内容
（1）研究目标
A.可以获得制备速度更快、性能更好的元件
B.获得合理的工艺参数及稀土和渗剂的配合比
（2）研究主要内容
A.获得最佳的稀土、渗剂配合比例
B.寻求合理的工艺手段
C.稀土催渗后所得元件的性能测试
项目创新特色概述
利用稀土元素具有低的电负性即高的化学活性，稀土原子可以与碳、氮原子共同渗入到被渗基体内,起到微合金化作用。使得工件表层内晶体缺陷密度增殖,导致间隙元素渗入速度加快,进而增加渗入速度。
项目研究技术路线
稀土渗剂配置→热扩渗处理→金相试样的制备→渗层深度、性能的测试→工艺及稀土渗剂的改善
研究进度安排
2014年4月-2014年6月查阅相关文献，制定