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：周树政联系电话导教师：刘万辉联系电话报日期：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155062327562240278047许伟康3150511127化材学uwk_11126.com成员徐茂友3150511125化材学院188622829131938328895冯仁泽3150511101化材学院188624903432541910740蒋莹3150511136化材学院15501526706245971198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。1、 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：1、 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，American Steel Foundries 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。2、 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3、 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。4、 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5、 研究进度安排2014年4月-2014年6月 查阅相关文献，制定方案；2014年7月-2015年2月 稀土、渗剂的配置及工艺处理的优化；2015年2月-2015年3月 性能测试，总结规律，优化工艺参数；2015年3月-2015年4月 撰写报告及论文。6、 项目组成员分工周树政：项目的组织与实施。徐茂友：稀土、渗剂的配置。 许伟康：元件热处理工艺的控制。 蒋 莹：所得稀土催渗后元件渗层及性能的测试。 冯仁泽：实验数据的整理与分析，优化工艺参数。三、学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）本项目依托于所在化材学院的科研平台及重点实验室，并紧密结合某热处理厂的企业需求和设备资源等。目前，该项目的技术基础相对可靠，团队结构合理，并可以充分利用学院所构建的校企产学研平台，相关仪器及设备基本具备，且已经了前期的部分工艺摸索性实验，确定了初步的试验方案。四、预期成果 1.获得制备产品速度更快、性能更好的稀土催渗剂； 2.研究报告及发表相关论文12篇。五、经费预算总经费（元）财政拨款（元）学校拨款（元）注：总经费、财政拨款、学校拨款由学校按照有关规定核定数目进行填写具体包括：1、 调研、差旅费：800元2、 相关的实验仪器：8000元3、资料购置、打印、复印、印刷等费用：600元4、硼砂、稀土等相关原材料：6000