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AISI316L不锈钢具有优异的耐腐蚀性能、生物相容性、较高的韧塑性等优异性能,被广泛应用于各行各业。但AISI 316L不锈钢的耐磨性能差,硬度低,严重影响了其在有摩擦磨损工况中的使用,而且由于其基体结构为奥氏体,无法用传统的淬火、调质、相变强化等技术进行硬化处理,影响了不锈钢零部件的使用寿命,限制了材料性能的发挥。低温等离子渗氮利用辉光放电产生的等离子体,高速的氮、氢正离子对工件表面进行轰击,将活性氮原子渗入材料表面,是强化奥氏体钢表面性能的一种技术,属于化学热处理技术。渗入材料中的氮与基体中的Fe等元素形成氮化物,氮化物具有很高的热稳定性、弥散度以及硬度,进而将材料的力学性能大幅提高。本论文采用低温等离子渗氮技术对AISI316L奥氏体不锈钢表面进行处理,研究比表面积对316L奥氏体不锈钢低温辉光等离子渗氮层组织和耐磨性及耐蚀性的影响。结果表明:经380℃低温辉光等离子渗氮处理12h后,AISI316L不锈钢试样表层获得了渗氮层,结合金相及EPMA分析,外径相同的圆环,当比表面积为0.3cm2kg-1时,试样渗氮后渗氮层中N元素分布均匀,没有明显的富集,其N元素表面最多,越靠近基体,N元素含量越低,呈递减分布,渗氮层中Cr元素呈现递减分布,但没有N元素递减那么陡峭。当比表面积增大到0.7cm2kg-1时,渗层厚度相比比表面积0.3cm2kg-1试样厚13μm,且有很明显的析出物,N元素的分布不均匀,在硬质相中N元素的分布很少,反而有明显的Fe元素富集,富集区域呈现团簇状,低温辉光等离子渗氮处理12h后,低温渗氮后试样硬度分别为1015 HV0.05、1080 HV0.05、1176HV0.05,提高了316L奥氏体不锈钢表面硬度,渗氮试样硬度相比未渗氮试样提高了45倍,AISI316L奥氏体不锈钢试样比表面积越大,渗氮层越厚,表面硬度越高,摩擦系数越低,耐磨性越好,比磨损率越小;AISI316L基体的点蚀电位为-0.4115VSCE,对应的腐蚀电流为3.196×10-6A/cm2,随着比表面积的增加,低温渗氮处理后试样点蚀电位分别降低为-0.4683VSCE、-0.4532VSCE、-0.4272VSCE,对应的腐蚀电流分别为6.656×10-6 A/cm2、5.534×10-6 A/cm2、3.773×10-6 A/cm2,低温渗氮处理后点蚀电位相比AISI316L基体略有下降,但基本维持在同一水平;相同工艺条件下,试样比表面积越大,渗氮层析出物越多,点蚀电位越低,腐蚀电流越大,耐蚀性越差。经相同工艺对300系列奥氏体不锈钢低温等离子渗氮处理12h后,300系列奥氏体不锈钢试样表层获得了双渗氮层;AISI 304L渗氮后渗层最厚,表面硬度最高,其所对应的摩擦系数最小,摩擦系数在0.75左右,AISI 316L渗氮渗层及表面硬度相比AISI 304L较低,其渗层所对应的摩擦系数较AISI 304L渗层的摩擦系数较大,摩擦系数在0.82左右,AISI 321渗氮渗层最薄,表面硬度最小,其所对应的摩擦系数最大,摩擦系数在0.96左右;300系列奥氏体不锈钢低温渗氮后,点蚀电位和300系列奥氏体不锈钢基体维持在同一水平,点蚀电位在-0.4115V左右,AISI304L渗氮后试样腐蚀电流为8.522×10-7A/cm2,腐蚀电流相比AISI304L基体减小了一个数量级,AISI316L渗氮后试样腐蚀电流为3.165×10-6 A/cm2,AISI321渗氮后试样腐蚀电流为3.441×10-6A/cm2,与基体相差不大。