奧氏體不銹鋼交流電表面預(yù)處理與低溫離子滲氮研究.pdf

1、金屬材料的許多性能與其晶粒尺寸有密切的內(nèi)在聯(lián)系，細(xì)化晶粒尺寸一直是人們改善金屬材料綜合性能的一種有效途徑。在服役環(huán)境下，金屬材料的失穩(wěn)多始于表面，金屬表面自身納米化處理，可以在各種金屬材料的表面獲得納米晶組織，而且納米結(jié)構(gòu)層與基體之間沒有明顯的界面，在使用過程中不會(huì)因?yàn)橥饨鐥l件的變化而發(fā)生剝層和分離能夠明顯地提高材料的表面和整體性能。
　　表面納米化在材料表面形成高體積分?jǐn)?shù)的界面，為化學(xué)元素的擴(kuò)散提供了理想的通道，能夠顯著地降低化

2、學(xué)處理的溫度和時(shí)間、提高元素滲入的濃度和深度，為開發(fā)新的表面處理工藝提供了有力支持。
　　我們應(yīng)用交流電表面納米化處理的方法在奧氏體不銹鋼AISI316L表面得到了一層具有納米晶粒的表面塑性變形層，然后把經(jīng)過表面交流電納米化處理的及未經(jīng)過處理的奧氏體不銹鋼AISI316L試樣分別放在離子滲氮爐中進(jìn)行低溫滲氮。借助于一些先進(jìn)的分析儀器和分析方法，如X-射線衍射、掃描電鏡、維氏硬度儀及WWM-1型萬能摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)滲氮層進(jìn)行測(cè)試和分

3、析。結(jié)果顯示滲氮前經(jīng)過表面交流電納米化處理可以顯著的提高AISI316L不銹鋼的離子滲氮性能，和未經(jīng)過表面交流電納米化預(yù)處理的試樣相比，經(jīng)過預(yù)處理的試樣表面得到了更厚的氮擴(kuò)散層，而且硬度更高。再者，由于生成了較厚的S相和傾斜的氮分散層，經(jīng)表面交流電處理試樣的抗磨損能力比未經(jīng)過處理的試樣高出很多。經(jīng)預(yù)處理后離子滲氮的試樣在低溫、短時(shí)間的條件下，便可得到無氮化物析出的S相單相滲氮層。滲氮層不僅具有高的硬度，還保持了其原有良好的耐蝕性。隨著工

4、件溫度的提高或處理時(shí)間的延長(zhǎng)，滲層厚度增加，但滲氮層中有氮化鉻析出，表面耐蝕性能有所下降。
　　本文主要對(duì)奧氏體不銹鋼交流電表面納米化處理以及預(yù)處理后的離子滲氮工藝進(jìn)行了研究。主要工作包括三個(gè)方面：首先，利用交流電在配制的電解液中以不同的參數(shù)對(duì)AISI316L試樣進(jìn)行了表面納米化處理，并利用多種檢測(cè)技術(shù)對(duì)處理后的試樣進(jìn)行了表征，探討了表面納米結(jié)構(gòu)形成的機(jī)理；其次，對(duì)表面納米化處理后的多組試樣分別在420℃、450℃、500℃下進(jìn)行