機械合金化制備高氮不銹鋼及高氮不銹鋼涂層的研究.pdf

1、以氮代鎳的低成本高氮不銹鋼，以其有優(yōu)異的機械性能、耐蝕性能及生物相容性倍受青睞，其研究和開發(fā)受到國內(nèi)外的高度重視。然而，氮在鐵中的溶解度僅為0.045％，為獲得高氮含量需要選擇合適的生產(chǎn)工藝。因此，本文基于機械合金化技術開展以氮和錳代鎳制備高氮不銹鋼及高氮不銹鋼涂層的研究。
　　實驗首先以氮氣為氮源，將純金屬粉末混合物在循環(huán)通氮條件下球磨，利用固-氣反應實現(xiàn)粉末的氮化。研究了球磨時間和循環(huán)通氣次數(shù)對粉末及燒結試樣的微觀結構、氮含量

2、、物相及性能的影響，并對氮氣條件下機械合金化制備高氮不銹鋼粉末的機理進行探討。結果表明，增加球磨時間和循環(huán)通氣次數(shù)能增加粉末中氮含量，促進α-Fe相向γ-Fe相的轉變，細化晶粒，同時有利于粉末燒結后試樣獲得完全的奧氏體結構及較高的致密度、顯微硬度和耐蝕性能。
　　其次，以氮化鉻和氮氣為氮源，將氮化鉻和金屬粉末的混合物在氮氣中球磨，利用固-固反應和固-氣反應實現(xiàn)粉末的氮化。研究了球磨時間對粉末及燒結試樣的微觀結構、氮含量、物相及性能

3、的影響，并對氮在機械合金化過程中的變化行為進行合理探討。結果表明，增加球磨時間有利于粉末中的氮化鉻顆粒的溶解，增加基體粉末中的氮含量。球磨30h后，獲得氮含量為3.2%的完全奧氏體結構的高氮不銹鋼粉末。粉末在氮氣中燒結后試樣中有氮化鐵相析出，試樣的顯微硬度高達549HV0.1。燒結試樣的耐蝕性能隨球磨時間的增加而改善。
　　最后，以430鐵素體不銹鋼為基體，利用機械合金化技術將已制備的氮含量較高的高氮不銹鋼粉末涂覆到基體表面，制備