奥氏体不锈钢离子渗氮层相结构与性能研究.pdf

第 16 卷 第 3 期 江 　苏 　工 　业 　学 　院 　学 　报 Vol16 No 3 2004 年 9 月 J OU RNAL OF J IAN GSU POL YTECHN IC UN IV ERSITY Sep 2004 文章编号 : 1005 - 8893 (2004) 03 - 000 1 - 04 奥氏体不锈钢离子渗氮层相结构与性能研究 谢 　飞 (江苏工业学院 材料科学与工程系 , 江苏 常州 2 130 16) 摘要 : 对 1Cr 18Ni9 Ti 奥氏体不锈钢进行离子渗氮处理 , 研究不同渗氮条件下渗氮层的相结构与性能 。结果表明: 1Cr 18Ni9 Ti 不锈钢离子渗氮时 , 钢中Cr 与氮反应仅形成 CrN , 而非 Cr N ; 伴随CrN 的形成 , 渗层原奥氏体转变为马氏体 。经 V (N ) ∶V 2 2 ( ) ( ) ( ) γ ε H2 为 1 ∶9 及 1 ∶3 气氛氮化 , 渗氮层韧性很高 ; 当气氛 V N2 ∶V H2 达 3 ∶1 时 , 形成大量 ′、 相 , 渗层韧性剧减 ; 气 氛 V (N2) ∶V ( H2) 为 1 ∶3 时 , 耐磨性最佳 。 关键词 : 不锈钢 ; 离子渗氮 ; 相结构 ; 性能 中图分类号 : T G 174 453 ; T G 174 444 ; T G 15682 　　　　文献标识码 : A 　　奥氏体不锈钢因其良好的耐蚀性而广泛用于食 定方法及其在渗氮层韧性评定方面的优越性参见文 品、化工 、医疗 、纺织机械等行业 。但其硬度低 , 献 [ 6 ] 。用 M - 200 型磨损试验机测定渗氮层的耐 耐磨性差 。渗氮可以显著提高奥氏体不锈钢的耐磨 磨性 , 磨损试样为长方形 , 尺寸为 15 mm ×20 mm × 性 , 降低摩擦系数 。离子渗氮时 , 离子的溅射 、氢 8 mm ; 配副为淬火 、低温回火态 40Cr 滚轮 , 尺寸 离子的还原作用可有效清除不锈钢表面的钝化膜 , 为 ( 40 mm ×10 mm , 硬 度 为 53 HRC ; 载 荷 无需象气体氮化那样在处理前对不锈钢进行酸洗 , 300 N , 滑动速度为 04 12 m/ min ; 润滑条件 : 30 以去除钝化膜 。虽然对中、高碳合金钢的渗氮层组 # 机油 , 5 滴/ min ; 以滑动 1 h 的磨痕宽度来评定 织和性能有较多的研究[ 1～5 ] , 但在奥氏体不锈钢 磨损量 。 离子渗氮层相结构与渗层韧性 、耐磨性关系方面的 表 1 　1Cr 18Ni9 Ti 的离子渗氮工艺 研究甚少 , 一定程度影响离子渗氮在奥氏体不锈钢 Table 1 　Plasma nitriding parameters f or 1Cr 18 Ni9 Ti 上的广泛应用 。因此 , 本文在此方面进行了较系统 序号