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奥氏体不锈钢低温盐浴硬化处理可以在不降低,甚至能进一步提高不锈钢表面耐蚀性能的前提下,实现奥氏体不锈钢的表面硬化处理,从而提高奥氏体不锈钢的表面硬度及耐磨损性能。
本文首先进行了前期探索性的试验研究,发现原用于结构钢的国产低温盐浴软氮化盐可以有效去除不锈钢表面的钝化膜,并能提供大量活性的氮和碳原子渗入到不锈钢表面,从而实现奥氏体不锈钢的表面硬化处理。在此基础上,通过反复试验研究,研制出了能够实现奥氏体不锈钢表面低温硬化处理的N-1盐浴,并且对盐中衡量盐浴性能优劣的两个重要因素CNO-和CN-的浓度进行了滴定,结果显示自制盐的CNO-和CN-的浓度都接近世界水平,有很强的软氮化能力。通过N-1盐浴与两种国内知名的钢铁用软氮化盐的性能比较试验发现,用N-1盐浴硬化处理的316L奥氏体不锈钢的综合性能比较优异,而且环保。
本文还用N-1盐浴研究了奥氏体不锈钢低温盐浴硬化工艺的处理时间和处理温度对渗层性能的影响,并建立了316L不锈钢硬化层析出铬的碳(氮)化合物的临界温度与处理时间的关系。结果发现,随着处理时间的延长和处理温度的提高,不锈钢表面硬化层的厚度逐渐增加,渗层内同一位置处的硬度值不断提高;硬化处理后的不锈钢表面呈S相的组织结构,具有比基体更好的耐蚀性能。通过硬化处理后的等温扩散处理,可以降低渗层中[N]、[C]的浓度,从而降低不锈钢表面的硬度,使硬化层达到更合理的硬度梯度。
从整体来看,奥氏体不锈钢低温盐浴硬化处理技术硬化效果显著,处理工艺稳定,处理方法简单,可操作性好,有较大的推广应用价值。