2Cr13鋼等離子體稀土氮碳共滲工藝探索與組織性能研究.pdf

1、本文針對(duì)2Cr13馬氏體不銹鋼常規(guī)滲氮處理耐蝕性下降和硬度梯度過陡的問題，探索了低溫等離子體稀土氮碳共滲制備耐磨耐蝕改性層及中溫(560°C)處理制備平緩硬度梯度改性層的工藝。并采用OM、SEM、TEM、XRD和EDS對(duì)滲層的組織結(jié)構(gòu)及元素分布進(jìn)行了觀察和分析；同時(shí)，對(duì)共滲層的顯微硬度、耐磨性及耐蝕性進(jìn)行了測試。
　　低溫等離子體氮碳共滲工藝探索結(jié)果表明，當(dāng)處理溫度為430°C時(shí)即無 CrN相析出，RE-C和NH3的較佳流量分別為

2、0.05 L?min-1和0.4 L?min-1；稀土具有顯著的催滲效果，在430°C等離子體氮碳共滲8h過程中，添加稀土后滲層的厚度增加了約53％。
　　XRD及 TEM結(jié)果都表明，低溫等離子體滲氮過程中有過飽和含氮馬氏體相生成，本文對(duì)該相的結(jié)構(gòu)和分布進(jìn)行了深入分析；根據(jù)相組成的變化，可將滲層沿層深方向分為三層：表層為ε-Fe2-3N化合物層，次表層由α′N、ε-Fe2-3N和γ′-Fe4N相組成，第三層由α'N-expande

3、d和α′N相構(gòu)成；并發(fā)現(xiàn)滲層晶粒在氮化過程顯著細(xì)化，且在滲層局部發(fā)現(xiàn)了非晶的存在。
　　硬度測試結(jié)果表明，低溫處理的滲層顯微硬度約為1350HV，且在層深方向硬度隨滲層相結(jié)構(gòu)變化而同步起伏；耐磨性測試表明，低溫處理后材料的摩擦系數(shù)和比磨損率大幅下降，材料的耐磨性得到了大幅提高；電化學(xué)腐蝕測試表明，低溫處理過程中添加稀土后材料的自腐蝕電位和點(diǎn)蝕電位得到了大幅提高，鈍化區(qū)變寬，材料的耐蝕性得到了提高。
　　中溫(560°C)等離