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        滲氮溫度對奧氏體不銹鋼性能的影響

        2020-04-14

          不銹鋼具有表面美觀、耐腐蝕性能好、韌性好、容易塑性加工、焊接性能好等特性,廣泛用于石油、化工、食品、醫療和紡織機械等行業。但由于不銹鋼的硬度低、耐磨性差,使其在許多場合的應用受到限 制,尤其是在腐蝕、磨損和重載等多種因素同時存在的條件下,顯著縮短不銹鋼零件的使用壽命。通過離子滲氮提高不銹鋼的表面強度,從而提高其耐磨性能來延長使用壽命是一種有效的方法。

          奧氏體不銹鋼不能通過相變進行強化,而且常規離子滲氮由于滲氮溫度高(500℃以上),滲層中有Cr的氮化物析出,使基體貧鉻,在表面硬度顯著提高的同時表面耐腐蝕性能嚴重惡化,失去了不銹鋼的特性。利用直流脈沖離子滲氮設備,對奧氏體不銹鋼進行低溫離子滲氮處理,在其耐腐蝕性基本保持不變的情況下提高其表面硬度,從而提高其耐磨性能,同時與常規滲氮溫度下的離子滲氮處理試樣進行比較。

          實驗在30kW直流脈沖離子滲氮爐內進行。直流脈沖電源的參數為:電壓0~1000V可調,占空比15%~85%可調,頻率1kHz。測溫系統由紅外測溫儀IT-8測量。試樣的材料為18Cr-12Ni-2.5Mo奧氏體不銹鋼,其化學成分(質量分數,%)為:0.06C,19.23Cr,11.26Ni,2.67Mo,1.86Mn,余為Fe;試樣尺寸Φ24mm×10mm。實驗前依次用水磨砂紙打磨試樣,去油污,酒精清洗吹干,放到陰極盤的中央,抽真空到50Pa以下。

          采用低溫和常規滲氮溫度對奧氏體不銹鋼進行離子滲氮,滲氮層的顯微硬度均達到1150HV0.05以上,低溫離子滲氮得到的滲氮層較薄,硬度梯度大。奧氏體不銹鋼經過低溫離子滲氮后,其耐磨性能提高4~5倍,而耐腐蝕性基本保持不變;常規滲氮溫度下離子滲氮,雖然耐磨性能也提高4~5倍,但由于奧氏體不銹鋼表面有鉻的氮化物析出,使其耐腐蝕性能大幅度下降。


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