激光熔覆-离子渗氮复合改性层的组织和耐磨耐蚀性研究

摘要

为解决常规渗氮技术渗氮速度慢渗层浅、截面硬度梯度大、脆性高和耐磨耐蚀性偏低的问题,在N80钢表面制备Cr-Ni-Ti-La激光熔覆-离子渗氮复合改性层。采用光学显微镜、X射线衍射仪、硬度计、摩擦磨损试验机及电化学工作站对激光熔覆-离子渗氮复合改性试样和未熔覆直接渗氮试样的组织和耐磨耐蚀性进行对比研究。结果表明渗氮前后的熔覆层组织结构基本相同,硬度远高于N80钢基体,增强了对渗氮层的强度支撑和对试样截面硬度梯度的改善。熔覆层的存在促进了离子渗氮,显著增加了渗氮速度和渗氮层厚度。与未熔覆直接渗氮试样相比,激光熔覆-离子渗氮复合改性试样表面硬度进一步增大,摩擦系数、磨痕深度和磨损失重显著降低,耐磨性提高。在盐溶液中,其自腐蚀电流密度约为未熔覆直接渗氮试样的二分之一;在酸溶液中,二者的自腐蚀电流密度差约为100倍;激光熔覆-离子渗氮复合改性试样的耐蚀性显著增加。