GCr15销轴固体渗Cr层的生长机制及孔隙成因探索

低扩渗效率和渗层孔隙是困扰着渗铬生产的两个重要难题。本文采用固体包埋法在GCr15表面制备渗Cr涂层，重点探讨了渗层的生长机制、孔隙成因及不同稀土氧化物的催渗作用。结果表明，加入稀土氧化物后渗层厚度明显提高，三种稀土氧化物的催渗效率依次为Y2O3>CeO2>La2O3。渗Cr层明显的分为双层结构，外层是以（Cr，Fe）23C6相为主的多孔层，内层为（Cr，Fe）7C3相为主的致密层。扩渗初期在基材表面首先生成的（Cr，Fe）23C6相层阻碍了表面活性Cr原子向内扩散，其自身作为Cr源向内扩散促进了致密层的生长，Cr原子扩散速度的差异及渗层中的应力是产生孔隙的主要原因。发现降低基体碳含量抑制（Cr，Fe）23C6相层的生成或细化该相层晶粒增加Cr原子扩散通道可有效降低孔隙率，这为改进渗铬层质量提供了一个重要思路。