不锈钢低温渗氮和渗碳(续)

奥氏体不锈钢在400℃(750°F)下进行离子渗氮后的渗氮层结构被Ichii命名为S相。关于S相的晶体结构等后来才被研究。对AISI 316钢在低温(450℃、850℃F)和高温(525℃、980℃F)分别渗氮后的光学金相组织示于图1,图中应用的腐蚀剂为     

316奥氏体不锈钢低温气体渗碳层组织与强化性能

采用自主研发的低温气体渗碳技术对AISI316奥氏体不锈钢进行处理,目的是增强耐磨性且不损害其耐蚀性。对低温气体渗碳层显微组织、硬度梯度、耐蚀性和耐磨性进行分析。结果表明:低温气体渗碳层硬度梯度变化与其组织和碳浓度有一定关系,随渗碳层深度的不同表现出不同的组织和性能。低温气体渗碳处理前后AISI316奥氏体不锈钢的磨损机制由粘着磨损转变成磨粒磨损,S相是提高耐磨性的主要因素,470℃时表现出较好的耐磨性,其耐蚀性基本保持不变。     

304 不锈钢低温离子渗氮及氮碳共渗处理

目的研究304不锈钢离子渗氮层和氮碳共渗层的组织、硬度及耐磨、耐蚀性能,并考察渗层的磨损机理。方法利用离子渗氮及氮碳共渗工艺在304不锈钢表面获得硬化层,利用XRD,OM及共聚焦显微镜、显微硬度仪、电化学测试仪,分析处理前后渗层的组织、相结构及渗层的硬度及耐磨耐蚀性能。结果 304不锈钢氮碳共渗和渗氮层主要为S相层,在相同工艺条件下,氮碳共渗工艺获得的渗层为γN+γC的复合渗层,且厚度大于单一渗氮层。渗氮层和氮碳共渗层硬度约为基体硬度的3.5倍。在干滑动摩擦条件下,氮碳共渗层比渗氮层具有更好的耐磨性能;渗氮层的磨损机理为磨粒磨损的犁沟效应和断裂,氮碳共渗层的磨损机理为磨粒磨损的犁沟和微切削。电化学测试表明,渗氮层和氮碳共渗层的耐蚀性能均优于基体。结论 304不锈钢在420℃进行离子渗氮和氮碳共渗处理后,硬度和耐磨性能可大幅提高,且氮碳共渗处理效果更佳。     

20CrMnTi钢渗氮,低温渗碳淬火复合热处理

２０ＣｒＭｎＴｉ钢渗氮、低温渗碳淬火复合热处理哈尔滨量具刃具厂（哈尔宾１５００４０）王滨生孙晓滨ＮｉｔｒｉｄｉｎｇａｎｄＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣａｒｂｕｒｉｚｉｎｇｏｆＳｔｅｅｌ２０ＣｒＭｎＴｉＷａｎｇＢｉｎｓｈｅｎｇ,ＳｕｎＸｉａｏｂｉｎ２０...     

AISI 201奥氏体不锈钢低温离子渗碳

利用低温等离子体辉光放电技术对AISI 201奥氏体不锈钢进行低温离子渗碳(DCPC)处理,处理后的不锈钢表面可以形成一层无碳化铬析出的碳的过饱和固溶体(SC相)。由于渗入钢中的过饱和碳原子引起奥氏体晶格发生畸变,结果使渗层的硬度和耐蚀性都有较大幅度的提高。     

低温离子渗氮时间对304不锈钢渗层的影响

对304奥氏体不锈钢进行400 ℃不同时间的离子渗氮处理.利用光学显微镜、轮廓仪、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计研究了经渗氮处理后试样改性层的表面形貌、微观结构、相组成和性能等.结果表明,随着渗氮时间的延长,试样表面的粗糙度、渗层厚度、表面氮含量、显微硬度基本呈线性增加;X射线衍射分析表明,在400 ℃不同时间的渗氮层为单一S相,并无CrN相析出.     

马氏体不锈钢低温表面改性技术研究进展

综述了马氏体不锈钢的低温表面改性处理技术及其研究进展,重点介绍了马氏体不锈钢低温渗氮、低温渗碳、低温氮碳共渗和离子注入技术,以期为马氏体不锈钢的表面改性提供参考。     

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。     

中国古代的钢铁渗碳和渗氮技术

中国古代先民依靠自己的聪明才智，发明了多种化学热处理技术，包括渗碳，渗氮和碳氮共渗等，这些技术的应用，极大地促进了我国古代钢铁材料的应用，本文根据文献史料和考古成果，综合分析了中国古代钢铁化学热处理技术的状况，并提出一些分析见解。     

高速钢低温渗碳及复合处理工艺研究

研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ高速钢在５５０℃下的低温固体渗碳工艺及低温渗碳＋深冷复合处理工艺。结果表明，与淬火回火态高速钢相比，经低温渗碳及复合工艺处理后硬度，红硬性得到改善，刀具的耐用度明显提高。     

AISI304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺优化研究

用正交实验法研究了AISI304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺。结果表明,优化后的奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺参数为渗碳温度500℃、C3H8：H2=1：30、氩气流量20ml／min、渗碳时间6h。用优化工艺参数处理的奥氏体不锈钢表面可获得单一的Sc相组织,硬度高达780HV0．05。     

奥氏体不锈钢耐蚀渗氮工艺的研究

对AISI 321和AISI 304不锈钢进行了低温离子渗氮,其表面获得了均匀的渗氮层即白亮层。与未经渗氮的钢相比,经离子渗氮的钢表面硬度和耐磨性显著提高,而耐蚀性也并不降低;与经传统的盐浴氮碳共渗的钢相比,经离子渗氮的钢的耐磨性和耐蚀性也均有所提高。对经低温离子渗氮的AISI 321纲渗层进行了XRD分析,发现试样的谱峰明显向低角度偏移。     

AISI 304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺优化研究

用正交实验法研究了AISI 304奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺。结果表明,优化后的奥氏体不锈钢低温离子渗碳工艺参数为渗碳温度500℃、C3H8:H2=1:30、氩气流量20 ml/min、渗碳时间6 h。用优化工艺参数处理的奥氏体不锈钢表面可获得单一的Sc相组织,硬度高达780 HV0.05。     

Improvement of Mechanical Properties of Martensitic Stainless Steel by Plasma Nitriding at Low Temperature

A series of experiments were carried out to study the influence of low temperature plasma nitriding on the mechanical properties of AISI 420 martensitic stainless steel. Plasma nitriding experiments were carried out for 15 h at 350℃ by means of DC- pulsed plasma in 25%N2＋ 75%H2 atmosphere. The microstructure, phase composition, and residual stresses profiles of the nitrided layers were determined by optical microscopy and X-ray diffraction. The microhardness profiles of the nitridied surfaces were also studied. The fatigue life, sliding wear, and erosion wear loss of the untreated specimens and plasma nitriding specimens were determined on the basis of a rotating bending fatigue tester, a ball-on-disc wear tester, and a solid particle erosion tester. The results show that the 350℃ nitrided surface is dominated by c-Fe3N and ON, which is supersaturated nitrogen solid solution. They have high hardness and chemical stabilities. So the low temperature plasma nitriding not only increases the surface hardness values but also improves the wear and erosion resistance. In addition, the fatigue limit of AISI 420 steel can also be improved by plasma nitriding at 350℃ because plasma nitriding produces residual compressive stress inside the modified layer.     

钛催渗低温离子渗氮对304不锈钢组织性能的影响

目的 在保障304奥氏体不锈钢良好耐蚀性前提下,研发显著改善表层硬度及耐磨性的低温高效离子渗氮技术。方法 低温离子渗氮时,在试样周围均匀放置微量海绵钛,研发304奥氏体不锈钢创新钛催渗低温离子渗氮技术。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线粉末衍射仪、显微维氏硬度计、摩擦磨损测试仪,以及电化学工作站等设备分别对试样截面显微组织、物相及成分、截面显微硬度、渗层耐磨性能、耐蚀性能等渗层组织性能进行测试与分析。结果 304奥氏体不锈钢在420 ℃/4 h钛催渗离子渗氮处理后,不仅保持了良好耐蚀性,且渗层耐蚀性比常规低温离子渗氮略有提升,同时,表面硬度与耐磨性大幅提高,表面硬度由常规离子渗氮的978HV0.025提升至1350HV0.025。磨损率由20.9 μg/(N.m)降低至7.4 μg/(N.m),下降了约2/3。特别有价值的是,钛催渗低温离子渗氮效率比传统离子渗氮显著提升,渗氮层厚度由常规离子渗氮的11.37 μm增厚到48.32 μm,即渗氮效率提高到常规离子渗氮的4倍以上。结论 本研究研发的钛催渗低温离子渗氮技术在保障304奥氏体不锈钢优良耐蚀性的同时,能够大幅度提升不锈钢表面硬度及耐磨性能,且具有显著的催渗效果。     

离子渗氮和固溶复合处理制备深层含氮奥氏体不锈钢

目的 通过离子渗氮和固溶复合处理制备深层含氮奥氏体不锈钢,获得硬度、耐蚀性和耐磨性等综合性能优良的奥氏体不锈钢。方法 将304奥氏体不锈钢试样放在LD-8CL型直流等离子体渗氮炉内,在400 Pa下进行560 ℃、4 h的离子渗氮处理,渗氮后进行1050 ℃、8 h的固溶处理。使用HXD-1000TMC型显微硬度计、DMI-3000M型金相显微镜、D/max-2500型X射线衍射仪（XRD）、Thermo250XI型X射线光电子能谱仪（XPS）、CS 350电化学测量系统和万能摩擦磨损试验机,对经过复合处理的304不锈钢的截面硬化梯度、截面组织、物相、表面成分、耐蚀性和耐磨性进行研究分析,验证此复合处理对获得硬度高、耐蚀性和耐磨性好等综合性能优良的奥氏体不锈钢的适用性。结果 经过复合处理,不锈钢表面的氮原子数分数为1.56 %,且为单一奥氏体相?N。?N所对应的衍射峰相对于不锈钢基体向左偏移,有效硬化层深达1.0 mm,不锈钢的表面硬度从基体的210HV0.025提高到308HV0.025。不但提高了深层含氮奥氏体不锈钢的耐磨性,而且提高了不锈钢的耐蚀性,腐蚀电位从基体的-0.534 V提高到-0.422 V,摩擦系数由基体的0.8降到0.7。结论 离子渗氮和固溶复合处理适用于制备综合性能优良的深层含氮奥氏体不锈钢。工艺设计时,可以根据材料服役要求,选择合适的固溶工艺,从而获得满足不同综合性能要求的含氮不锈钢。     

变温低压渗碳技术

研究了变温低压（真空）渗碳技术的可行性和相关工艺。在自制的装置上进行了工艺试验,并对试验结果进行测试分析。试验结果表明变温低压渗碳不仅是可行的,而且显示出快速和节能的优点。     

低温低压等离子弧辅助离子渗316L不锈钢的耐磨耐蚀性能

目的提高316L不锈钢的硬度、耐磨性。方法在400℃、2 Pa下,利用空心阴极直流弧辅助,进行了316L奥氏体不锈钢离子渗氮(PN)、离子氮碳共渗(PNC)及离子氮碳共渗加离子渗氮复合(PNC+PN)处理。针对处理后的样品,用莱卡显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度仪、3D形貌仪、球盘式摩擦磨损仪及电化学工作站等对组织、形貌、物相、机械性能及耐蚀性能进行表征。采用显微硬度计、微纳米综合力学系统测试分析处理后样品的力学性能。结果在空心阴极直流弧辅助下,三种工艺可获得超过3 mm/h的渗层生长速度。同316L不锈钢基体相比,PNC+PN复合处理样品的表面硬度提高3倍以上,在3.5%Na Cl中性电解质中的耐蚀电流密度降低约50%。结论 PNC处理和PNC+PN复合处理可获得更大的渗层厚度和更高的表面硬度,渗层中C、N含量越高,渗层组成相的晶格参数越大,渗层中产生的滑移带密度越大。低温低压等离子弧辅助离子渗不仅能有效提高316L不锈钢的表面硬度,还能提高不锈钢的耐蚀能力。