添加合金元素对奥氏体不锈钢等离子渗氮和渗碳的影响

摘要

奥氏体不锈钢众所周知有良好的耐蚀性,但是在工业上没有用于承受摩擦的工件上,因为它的硬度低,摩擦磨损性能差。奥氏体不锈钢经低温等离子体渗氮或渗碳能生成一层特殊的氮化物或碳化物层,称为"S相",它具有高的硬度和优良的耐蚀性。这项研究中各种奥氏体不锈钢都经低温等离子体渗氮或渗碳,用各种分析技术研究了添加合金元素对S相特性的影响,用了光学显微镜和电子显微镜观察,做了X射线衍射分析,在5%H2SO4溶液中测量阳极极化,用球对平面摩擦装置做摩擦磨损测试。氮化物或碳化物层厚度随处理温度增加而加厚,AISI316钢上生成的渗层厚度是所有的基体钢材中最厚的。超过"临界温度",由于氮化铬工碳化铬沉淀使耐蚀性降低。临界温度由渗氮的基材决定。另一方面,在渗碳层中临界温度不随基材变化。大部分样品上S相层的耐蚀性比没有处理的不锈钢的低。但是,AISI316和JIS-SUS304J3钢在400℃渗碳后都有和未处理钢一样优良的耐蚀性。每种不锈钢经渗氮或渗碳后耐磨性都有明显的改进。