奥氏体不锈钢的一种新型表面硬化技术简介

通过碳的弥散来达到奥氏体不锈钢表面硬化的技术(Kolsterising)最初发源于荷兰，2003年被介绍到北美并得到了进一步发展。采用该技术处理的奥氏体不锈钢在耐摩擦、磨损性能，疲劳寿命，耐孔蚀性以及耐应力腐蚀开裂性能等方面均有明显的提高。与通常情况不同，由于工艺的特殊性，这些性能的提高并不伴随常见的耐蚀性下降。     

非平衡磁控溅射CrTiAlN涂层的耐腐蚀性能

采用非平衡磁控溅射技术,在304不锈钢表面沉积CrTiAlN硬质涂层,测定和研究涂层组织结构和耐腐蚀性能,探索提高奥氏体不锈钢表面性能和耐腐蚀性能的可能性.基于奥氏体不锈钢在含氯离子酸和非氧化性酸中缺乏足够抵抗力的特点,腐蚀介质选用了0.5 Mol/L的NaCl水溶液.结果表明CrTiAlN涂层试样表现了优异的表面性能和耐腐蚀性能,特别是对于提高304不锈钢耐点蚀的能力有很大作用.     

基于有限元技术的不锈钢表面的缝隙腐蚀仿真分析

采用三氯化铁缝隙腐蚀试验方法,研究了表面超音速火焰喷涂59.2％Cr-40％Mo-0.8％RE复合粉末对奥氏体不锈钢10Cr18Ni12和铁素体不锈钢10Cr17的耐缝隙腐蚀性能影响.结果表明:表面超音速火焰喷涂不仅能显著提高奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的耐缝隙腐蚀性能,使其72 h缝隙腐蚀后平均腐蚀速率分别下降81.68％和77.02％;还有益于提高不锈钢在更高温度下的耐缝隙腐蚀性能.     

航空零件0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢渗碳层的耐磨性研究

研究航空零件0Cr18Ni10Ti奥氏体不锈钢表面渗碳层的耐磨性。结果表明,经过低温渗碳处理后,在转速为150 r/min的磨损条件下试样表面渗碳层的摩擦系数较大。转速为400 r/min时,奥氏体不锈钢本体与低温渗碳层的摩擦系数相近。两种情况下,低温气体渗碳层磨损率都低于奥氏体不锈钢本体,在低速情况下相差幅度较大。0Cr18Ni10Ti与渗碳层的磨损机制分别为粘着磨损和磨粒磨损。可见在450℃保温72 h处理后,可提高奥氏体不锈钢的耐磨性。     

等离子喷涂NiCoCrAlYTa-Al2O3复合涂层的高温摩擦性能

采用大气等离子喷涂(APS)技术在0Cr25Ni20奥氏体不锈钢表面制备了NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层,并对该涂层的显微组织、相组成、显微硬度以及在500 ℃时涂层的高温摩擦性能进行了研究。结果表明,NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层呈典型层状结构,各层间结合良好。涂层内存在大量微孔隙,且硬质相与软质相分散分布,有效抑制了高温磨擦过程中裂纹的产生和扩展,涂层耐磨性能较奥氏体不锈钢基体材料显著提高。高温磨损过程中,涂层表面形成氧化产物,起到固体润滑作用。NiCoCrAlYTa-Al₂O₃涂层的磨损失效形式主要是磨粒磨损、疲劳磨损和粘着磨损。     

奥氏体不锈钢低温气体渗碳的组织性能

低温盐浴渗碳、等离子渗碳等低温渗碳工艺在提高奥氏体不锈钢表面强度的同时,会降低其耐蚀性能。为克服上述缺陷,开发了一种高效兼顾表面强度与耐蚀性能的表面强化工艺的低温气体渗碳技术。采用该工艺对304、316奥氏体不锈钢进行渗碳处理,并对得到的奥氏体不锈钢低温渗碳组织性能进行分析。结果表明,随着温度升高,试样表面强度提高,而腐蚀性能下降。470℃是兼顾强化与耐蚀性能的低温气体渗碳工艺参数。     

焊接氧化皮对奥氏体不锈钢孔蚀性能的影响

采用电化学测试技术,在NaCl介质中焊接氧化皮对3种奥氏体不锈钢的耐孔蚀性能进行了探讨.结果表明,有焊接氧化皮部位较比母材更易产生孔蚀,去除氧化皮则改善耐蚀性能.有焊接氧化皮的不锈钢耐孔蚀性能依NK1<316<304次序变劣.通过表面SIMS分析,发现焊接氧化皮合金表面贫乏铬,从而导致耐孔蚀性能下降.有焊接氧化皮NK1不锈钢耐孔蚀性能之所以优于304不锈钢,是由于表面膜中富集铜元素,并参与了成膜过程,改善了表面电化学行为,增强了表面膜抵抗侵蚀性离子破坏的能力.     

CrMnB堆焊合金抗空蚀和冲刷磨损性能的研究

研究了CrMnB堆焊合金的抗空蚀和冲刷磨损性能，结果表明，该堆焊合金的抗空蚀和冲刷磨损性能优于0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢，其原因是具有亚稳奥氏体和硼化物共晶组织的CrMnB堆焊合金，在冲击力的作用上，亚稳奥氏体相转变成了马氏体，提高了堆焊合金表面的硬度和强度并吸收了冲击能，同时沿奥氏体边界分布的高硬度的硼化物共晶组织，构成了耐磨“骨架”。     

AISI 300系列奥氏体不锈钢渗氮层组织和性能研究

目的 在AISI 300系列奥氏体不锈钢表面制备单一S相渗氮层,提高该系列不锈钢渗氮层的硬度、抗磨损性能,对比揭示渗氮前后不锈钢的磨损机制。方法 采用低温辉光等离子渗氮技术(LTPNT)在AISI 300系列奥氏体不锈钢表面制备渗氮层。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)分析渗氮层的截面形貌、元素分布和物相组成;通过比磨损率和磨痕形貌分析渗氮层的摩擦学性能;利用电化学实验考察渗氮前后3种不锈钢的耐蚀性。结果 AISI 300系列奥氏体不锈钢经380 ℃、12 h处理后,其表面获得了厚度为15 μm左右、与基体致密结合、组织成分均匀的渗氮层;渗氮层的相结构主要为S相,无CrN相析出;经渗氮后,该系列不锈钢表面硬度均为1 100HV左右,较基体硬度提高了5倍左右;不锈钢基体的磨损机理为黏着和磨粒磨损,经渗氮后转变为氧化磨损和微切削;渗氮层的比磨损率约为不锈钢基体的1/20,抗磨损的能力得到显著提升;在25 ℃环境温度下渗氮后,304L、316L和321的自腐蚀电位下降,腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快,耐腐蚀性能稍有降低。通过对比腐蚀形貌发现,渗氮层仍具有一定的耐蚀性能。结论 通过LTPNT可以获得高硬度、组织均匀致密、结合强度高的渗氮层,渗氮层中S相的存在可以显著提高AISI 300系列奥氏体不锈钢的表面硬度、抗磨损能力,降低其摩擦因数和比磨损率,对延长不锈钢的服役寿命有着积极的作用。     

表面改性304不锈钢的微观组织和耐空蚀性能研究

在304不锈钢表面堆焊Fe-Cr-Ni-Co合金,并对其进行重熔处理,研究重熔层表面的微观组织和耐空蚀性能。结果表明,堆焊和重熔处理,可以细化304不锈钢中的奥氏体组织,消除堆焊缺陷,抑制裂纹扩展,提高材料的加工硬化能力和耐空蚀性能。     

奥氏体不锈钢渗碳层的组织及耐蚀强化性能研究

针对常规渗碳工艺会削弱奥氏体不锈钢耐蚀性的问题,通过对现有气体渗碳技术进行改进,采用前处理活化、降低渗碳温度的方法,实现了奥氏体不锈钢渗碳兼顾表面强度与耐蚀性能的目标。采用该工艺对AISI304和AISI316奥氏体不锈钢进行渗碳处理,并分析渗层组织和性能,结果表明,在470℃条件下,AISI316不锈钢经气体渗碳处理后,渗碳层具有优异的耐蚀强化性能。     

用扫描电镜研究双相不锈钢应力腐蚀开裂

奥氏体不锈钢由于其综合性能较好,得到了广泛的应用;但在含Cl的介质中,却容易产生应力腐蚀,导致很多重大工程部件发生了应力腐蚀破裂事故,引起各国高度重视。在开拓新的耐应力腐蚀破裂材料中,瑞典人首先提出了铁素体—奥氏体双相不锈钢。我们在实验室用高温高压水和NaCl水溶液对单相奥氏体不锈钢0Cr18Ni9Ti和铁素体-奥氏体双相不锈钢00Cr18Ni5Si2Mo3Nb进行了耐应力腐蚀性能对比实验,在高     

Kolsterising-不损失耐蚀性的奥氏体不锈钢和双相不锈钢的表面硬化

采用一种富碳处理法,将奥氏体不锈钢和双相不锈钢的表面硬度提高到1000～1200HV,该法不导致形成碳化铬沉淀,因此,不会降低材料的耐蚀性。尽管硬化深度只是20～50μm,但该法能有效地消除这些不锈钢对粘着磨损的敏感性。     

离子渗氮对2Cr13不锈钢磨损及冲蚀行为的影响

对2Crl3不锈钢在530℃进行了5h离子渗氮;采用自行设计的旋转冲蚀磨损装置研究了经离子渗氮的2Crl3不锈钢在液-固两相介质中的冲蚀行为;通过球-盘磨损试验研究了离子渗氮对2Crl3钢耐磨性能的影响;测定了试样表面的显微硬度和冲蚀失重,并用扫描电镜观察分析了冲蚀和磨损后试样表面的形貌。结果表明,离子渗氮可显著提高2Crl3不锈钢的表面硬度和耐磨性,但由于氮化铬在渗氮层中的析出,损耗了铬,从而显著降低钢的耐冲蚀性能。     

基于强力砂带磨削的核电高压容器内表面20Cr10Ni不锈钢堆焊层磨削性能研究

根据对核电高压容器内表面不锈钢20Cr10Ni堆焊层的工艺要求,提出了堆焊层强力砂带磨削工艺;理论分析了奥氏体不锈钢20Cr10Ni强力砂带的磨损特征,弄清了影响磨削性能的根本原因,是由于单个磨粒切刃的法向接触压力过小,钝化的微晶磨粒不能及时破碎脱落所致,削弱了砂带的自锐作用.运用砂带磨削试验机和测试系统研究了奥氏体不锈钢20Cr10Ni强力砂带的磨削性能.试验结果表明,采用较大的法向压力或适当增大磨削速度的磨削参数,可以高效发挥奥氏体不锈钢20Cr10Ni强力砂带的磨削性能.     

奥氏体不锈钢低温渗碳技术的研究现状及应用前景

奥氏体不锈钢是一种应用非常广泛的金属耐蚀材料,但强度较低,影响了它的使用寿命.长期以来,其表面强化与耐蚀性能之间的矛盾一直未能根本解决.本文综合评述了一种近年来发展较快的不影响奥氏体不锈钢耐蚀性能的表面强化工艺--奥氏体不锈钢低温渗碳技术,论述了该技术的工艺特点,探讨了该技术的强化原理,并预测了它的发展前景.     

双相不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能

根据母材临界点蚀温度(CPT)的试验结果,利用小试样的腐蚀实验方法研究了奥氏体-铁素体双相不锈钢焊接接头的耐点蚀性能.结果表明,手工电弧焊工艺过程对双相不锈钢材料的耐点蚀性能具有显著的影响,点蚀优先发生在焊缝金属或焊接热影响区中.双相不锈钢材料的耐点蚀性能与材料本身奥氏体和铁素体相比例有关.腐蚀试样的表面状态(粗糙程度)对母材金属的耐点蚀性能有明显的影响.表面越粗糙,耐点蚀性能越差,临界点蚀温度越低.     

0Cr18Ni9钢表面等离子铌合金化及改性层抗晶间腐蚀性能的研究

采用双辉等离子渗金属技术在0Cr18Ni9奥氏体不锈钢表面形成厚22μm、均匀致密连续的渗铌合金层.用不锈钢10%草酸侵蚀试验方法对未渗铌和渗铌的0Cr18Ni9不锈钢试样的抗晶间腐蚀性能进行了对比;采用XRD对试样的相组成进行分析.结果表明,未渗铌0Cr18Ni9不锈钢呈现三类的沟状晶间腐蚀,而渗铌处理后的0Cr18Ni9不锈钢几乎没有发生晶间腐蚀;渗铌处理后的试样中形成了铌的碳化物NbC和Nb6C5,因此减少了Cr23C6的形成,提高了0Cr18Ni9的耐晶间腐蚀性能.     

表面纳米化对316L不锈钢摩擦磨损性能的影响

采用机械喷丸技术对316L不锈钢实施了表面纳米化处理,研究了纳米化前后试样的摩擦磨损性能。结果表明,316L不锈钢经过表面纳米化后,表面产生的残余压应力最大可达-370 MPa,深度达0.8 mm。表面纳米化使得316L不锈钢表面显微硬度提高了近50%,表面摩擦系数明显降低,摩擦磨损质量损失为对比试样的10%,表明表面纳米化极大改善了316L不锈钢的摩擦磨损性能。     

耐腐蚀冲蚀的双相不锈钢研究与应用

由奥氏体和铁素体两相组成的双相不锈钢与单相不锈钢相比,具有强度高、韧性好、可焊性好、耐晶间腐蚀和应力腐蚀破裂性能优越等优点,在相关5-程应用领域具有广阔的应用前景.进一步优化双相不锈钢材料的化学成分、热处理工艺,以获得固溶组织中铁素体和奥氏体相约各占一半,并提高其抗冲蚀磨损性能,是双相不锈钢材料的重要研究工作和发展方向.