钛催渗低温离子渗氮对304_不锈钢组织性能的影响 .pdfVIP

表面技术第52卷第10期

·422·SURFACETECHNOLOGY2023年10月

钛催渗低温离子渗氮对304不锈钢

组织性能的影响

1a,b1a,31a,b1a,21a,c1a,b,2*

李润涛，孙斐，汪丹丹，魏坤霞，杨卫民，胡静

（1.常州大学a.江苏省材料表面科学与技术重点实验室b.材料科学与工程国家级实验

教学示范中心，江苏常州213164；2.常州大学怀德学院，江苏靖江214500；

3.常州工业职业技术学院现代装备制造学院，江苏常州213164）

摘要：目的在保障304奥氏体不锈钢良好耐蚀性前提下，研发显著改善表层硬度及耐磨性的低温高效离子

渗氮技术。方法低温离子渗氮时，在试样周围均匀放置微量海绵钛，研发304奥氏体不锈钢创新钛催渗低

温离子渗氮技术。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线粉末衍射仪、显微维氏硬度计、

摩擦磨损测试仪，以及电化学工作站等设备分别对试样截面显微组织、物相及成分、截面显微硬度、渗层

耐磨性能、耐蚀性能等渗层组织性能进行测试与分析。结果304奥氏体不锈钢在420℃/4h钛催渗离子渗

氮处理后，不仅保持了良好耐蚀性，且渗层耐蚀性比常规低温离子渗氮略有提升，同时，表面硬度与耐磨

性大幅提高，表面硬度由常规离子渗氮的978HV0.025提升至1350HV0.025。磨损率由20.9μg/(N·m)降低至

7.4μg/(N·m)，下降了约2/3。特别有价值的是，钛催渗低温离子渗氮效率比传统离子渗氮显著提升，渗氮层

厚度由常规离子渗氮的11.37μm增厚到48.32μm，即渗氮效率提高到常规离子渗氮的4倍以上。结论本研

究研发的钛催渗低温离子渗氮技术在保障304奥氏体不锈钢优良耐蚀性的同时，能够大幅度提升不锈钢表

面硬度及耐磨性能，且具有显著的催渗效果。

关键词：钛催渗；离子渗氮；304奥氏体不锈钢；耐蚀性；硬度；耐磨性

中图分类号：TG178文献标识码：A文章编号：1001-3660(2023)10-0422-08

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2023.10.038

EffectofLowTemperaturePlasmaNitridingwithTiCatalyston

theMicrostructureandPropertiesof304StainlessSteel

1a,b1a,31a,b1a,21a,c1a,b,2*

LIRun-tao,SUNFei,WANGDan-dan,WEIKun-xia,YANGWei-min,HUJing

(1.a.JiangsuKeyLaboratoryofMaterialsSurfaceScienceandTechnology,b.NationalExperimentalDemonstration

CenterforMaterialsScienceandEngineering,ChangzhouUniversity,JiangsuChangzhou213164,China;

2.HuaideCollege,ChangzhouUniversity,JiangsuJingjiang214500,China;