AISI 316L奥氏体不锈钢低温离子-气体渗碳工艺优化

目的将低温离子-气体乙炔渗碳应用于AISI 316L奥氏体不锈钢表面硬化处理,同时探讨其硬化处理的最优工艺参数及优化效果。方法采用离子轰击去除不锈钢表面钝化膜并活化其表面,再进行低温气体乙炔渗碳,实验过程使用脉冲式供气循环处理方式。进行温度梯度实验,寻找渗碳处理的临界温度。并采用正交试验法设计3因素3水平共9组实验,分析气体比例、离子轰击时间、保温压强3个因素对渗碳层硬度和厚度产生的影响,以期得到不锈钢低温离子-气体乙炔渗碳优化工艺。通过对经过最优化工艺处理过后的不锈钢硬化层组织、成分、厚度、硬度、耐磨性、耐蚀性能的研究分析,验证此工艺对AISI 316L奥氏体不锈钢硬化处理的适用性。结果处理温度为540℃时渗碳层有碳的铬化物析出;离子轰击时间对渗碳层硬度影响最大,保温压强对硬化层厚度影响最明显。在硬化处理温度为520℃,V(H2)∶V(C2H2)=1∶1,渗碳压强为-0.02 MPa,离子轰击时间为20 min时,316L奥氏体不锈钢离子-气体乙炔渗碳效果最优。经优化工艺处理后不锈钢硬化层厚度达到30μm左右,表面硬度达到838HV0.05,耐蚀性和耐磨性能等都显著提高。结论低温离子-气体乙炔渗碳硬化处理适用于AISI 316L奥氏体不锈钢,其处理最合适温度为520℃。经优化工艺处理后的不锈钢具有较高的硬度、厚度,良好的硬度梯度,高耐蚀性能及高耐磨性能。     

表面形貌对316L奥氏体不锈钢低温气体渗碳的影响

利用金相显微镜、显微硬度计和残余应力分析仪研究了4个具有不同表面形貌的316L奥氏体不锈钢经低温气体渗碳处理后的渗碳层微观形貌、硬度和残余应力。结果表明:渗碳后各试样表面均形成一层高硬度、高残余压应力的渗碳层,表面强化效果显著。表面形貌对316L奥氏体不锈钢低温气体渗碳有一定影响。随着试样表面粗糙度的下降,渗碳处理后的硬度、残余应力和渗碳层厚度均降低,表面强化效果下降,并最终趋于稳定。     

AISI 316L奥氏体不锈钢低温离子-气体复合渗碳温度对渗碳层的影响

采用离子轰击去除不锈钢表面钝化膜并活化表面,然后在不同的渗碳温度条件下,用氢气和乙炔混合气体对AISI 316L奥氏体不锈钢进行硬化处理,研究了渗碳温度对不锈钢渗碳层组织和性能的影响。结果表明:AISI 316L奥氏体不锈钢低温离子-乙炔气体渗碳的临界温度为540℃。在440~540℃温度范围内,渗碳层中具有单一γc相结构,无铬的碳化物析出,硬化层厚度与硬度均随渗碳温度的升高而增加。当渗碳温度超过540℃,渗碳层中不仅含有γc相,而且会有新相生成(如Cr23C6、Cr7C3、Cr C、Fe3C、Fe2C),从而引起不锈钢耐蚀性能降低。     

低温超饱和气体渗碳对316L奥氏体不锈钢力学性能的影响

采用低温超饱和气体渗碳技术对316L奥氏体不锈钢进行表面强化,测量了渗碳层沿深度方向的碳含量、残余应力及纳米硬度分布。通过单轴拉伸试验,测量了渗碳层表面开裂伸长率,计算了断裂韧性,并采用分离法研究了低温超饱和气体渗碳表面强化层的平均抗拉强度。结果表明,经470℃,30h低温超饱和气体渗碳处理后,奥氏体不锈钢表面形成一层厚度约30μm的表面渗碳强化层,渗碳层表面碳质量分数高达约2.4%,纳米硬度达到12.6 GPa,残余应力达到-2.2 GPa;渗碳层表面断裂韧性约19 MPa·m~(1/2),断裂应变约1.5%;渗碳层平均抗拉强度为1.4 GPa;渗碳层在提高材料整体抗拉强度的同时,降低了屈服强度和伸长率。     

316奥氏体不锈钢低温气体渗碳层组织与强化性能

采用自主研发的低温气体渗碳技术对AISI316奥氏体不锈钢进行处理,目的是增强耐磨性且不损害其耐蚀性。对低温气体渗碳层显微组织、硬度梯度、耐蚀性和耐磨性进行分析。结果表明:低温气体渗碳层硬度梯度变化与其组织和碳浓度有一定关系,随渗碳层深度的不同表现出不同的组织和性能。低温气体渗碳处理前后AISI316奥氏体不锈钢的磨损机制由粘着磨损转变成磨粒磨损,S相是提高耐磨性的主要因素,470℃时表现出较好的耐磨性,其耐蚀性基本保持不变。     

不锈钢低温渗氮/渗碳S相渗层技术的研究进展

奥氏体不锈钢通过低温渗氮/渗碳,获得含氮/碳固溶饱和的扩散层,即S相渗层,不仅提高了不锈钢表面硬度,而且还提高了不锈钢的耐蚀性。本文综述了不锈钢S相渗层研究与应用技术的最新研究进展,分析了低温离子渗氮/渗碳、气体低温渗氮/渗碳、高温渗氮固溶淬火及离子注入渗氮技术的工艺特点。讨论了S相渗层的力学性能和耐蚀性能,分析了国内S相低温渗层技术工业应用存在的问题,展望了S相技术的发展前景。     

奥氏体不锈钢低温离子-气体复合硬化处理工艺

采用离子轰击去除不锈钢表面的钝化膜,并活化试样的表面,然后再进行低温气体渗碳处理。经过反复几次循环处理后,实现AISI 316L奥氏体不锈钢表面低温硬化处理。利用显微硬度计测试表面硬度、硬度梯度;用光学显微镜观察硬化层横截面的显微组织。结果表明,在渗碳温度为440～590 ℃内,硬化层的表面硬度及厚度与渗碳温度和循环处理周期成正比。温度在440～510 ℃内,硬化层增厚相对比较缓慢;当渗碳温度超过510 ℃后,硬化层的厚度增速加快。在440～530 ℃之间,硬化层表面硬度基本保持不变,在530 ℃之后,硬化层的表面硬度继续增加。在3～7个循环处理周期内,硬化层厚度增长速度较快,在第7个循环处理周期后,硬化层厚度增长速度变慢。不降低耐蚀性能的奥氏体不锈钢低温渗碳硬化处理的临界温度为530 ℃。     

316L奥氏体不锈钢低温气体渗碳后的表面特性

提出了一种新型的奥氏体不锈钢低温气体渗碳工艺,采用该工艺对316L奥氏体不锈钢进行不同时间的渗碳处理,并对渗碳后不锈钢的表面特性进行了分析和探讨。结果表明,渗碳后试样表面晶格发生膨胀,形成了15~35 μm的扩张奥氏体层,该层具有高残余压应力、高硬度、高含碳量及良好的韧性,且层中无碳化铬析出,说明该工艺兼顾了奥氏体不锈钢的表面强化与抗腐蚀性能;同时,渗碳时间对表面的强化效果影响显著,表面残余应力、硬度及碳含量等随渗碳时间延长均增加。     

离子渗碳温度对316L不锈钢渗层组织和性能的影响

利用低温离子渗碳技术.在不同温度下对AISI 316L奥氏体不锈钢进行渗碳处理.利用光学显微镜、显微硬度计、XRD以及电化学测试技术研究了渗碳温度对不锈钢表面显微组织和性能的影响.结果表明,渗碳温度显著影响AISI 316L奥氏体不锈钢渗碳层的组织结构与性能.渗碳温度在400～550℃之间时,可以获得无碳化物析出的、具有单一γ_c相结构的渗碳层;渗碳温度在550℃时,渗碳层为γ相+Cr_(23)C_6+Cr_7C_3+Fe_3C+Fe_2C的混合组织.渗碳层的厚度与硬度均随渗碳温度的升高而增加.550℃是AISI 316L奥氏体不锈钢中铬的碳化物析出的临界温度.为了避免铬的碳化物析出而降低不锈钢的耐蚀性能.奥氏体不锈钢渗碳必须在低于550℃的渗碳温度下进行.     

低温气体渗碳对304L奥氏体不锈钢抗氢性能的影响

对304L奥氏体不锈钢进行低温(470℃)气体渗碳,采用光学显微镜(OM),电子探针显微分析仪(EPMA)以及X射线应力分析仪(IXRD)研究了304L奥氏体不锈钢低温气体渗碳强化层的厚度、碳含量及残余应力分布。通过电化学充氢实验,结合X射线相结构分析(XRD),慢应变单轴拉伸试验,扫描电镜(SEM)观察以及氢含量检测等方法分析低温气体表面渗碳对304L不锈钢抗氢脆性能的影响。研究表明:304L不锈钢经30 h低温气体表面渗碳处理后,形成了约22μm的渗碳层,渗碳层中碳含量和残余应力在表面最高,分别为2%(质量分数)及-1.47 GPa,并沿深度方向梯度减小;低温气体表面渗碳大幅度提高304L不锈钢表面的稳定性,在充氢过程中不产生马氏体相变,从而提高其抗氢性能。此外,渗碳层中的压缩残余应力对抑制H扩散,也起到了积极的作用。     

Spotty carburizing of steel

Conclusions The reason for spotty carburizing is the transfer of brass from the emulsion to the surface of the part and also the formation of a dense oxide film on sections of parts machined with a dull cutter.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 9, pp. 17–18, September, 1977.     

Surface processes in carburizing

Conclusions In calculating carburizing processes in furnaces with a fluidized bed one can disregard the limiting effect of mass transfer on the surface; the efficiency of the general process of carburizing is fairly accurately described in this case by solving the diffusion equation with first-order boundary conditions. The rate of carburizing in convection furnaces operating with a liquid or gaseous carburizer is slowed down by surface processes. An increase of the carbon diffusion coefficient in the steel as the result of raising the carburizing temperature and increasing the thickness of the layer of soot increases the retarding effect of surface processes.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 1, pp. 53–55, January, 1972.     

Vacuum carburizing of chromium-nickel steel

The main features of formation of diffusion layers due to vacuum carburizing of chromium-nickel steel 20Kh2N4A in an acetylene medium are considered. Analysis of the structure of the saturated surface and of the results of carburizing is used to show that the diffusion layer is formed under a thin layer of condensed carbon in a kinetic regime the intensity of which is determined by the structure of the carbon layer and by the rate of its dissolution.     

SCM415钢高温渗碳和常规渗碳的组织与性能

渗碳淬火零件结合了高碳钢和低碳钢的优点,具有表面高硬度、高而磨性,心部高塑性和高韧性,可显著延长其使用寿命,从而得到广泛应用.