| 稀土对等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响 |
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| 引用本文： | 方玉兰,刘瑞良,宋天宇,刘爱东.稀土对等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响[J].表面技术,2023,52(6):61-69, 79. |
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| 作者姓名： | 方玉兰 刘瑞良 宋天宇 刘爱东 |
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| 作者单位： | 哈尔滨工程大学 材料科学与化学工程学院 超轻材料与表面技术教育部重点实验室，哈尔滨 150001 |
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| 基金项目： | 黑龙江省自然科学基金(LH2019E029);国家自然科学基金(51871071) |
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| 摘 要： | 目的 研究稀土对液相等离子体电解渗碳层组织结构和性能的影响。方法 将稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O添加到电解液中，在17-4PH不锈钢表面制备有无稀土添加的液相等离子体电解渗碳层。通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪分析渗层的表面形貌、截面组织和相结构，利用维氏硬度计、洛氏硬度计和摩擦磨损试验机评价渗层的硬度、塑韧性和耐磨性。结果 渗碳层主要由碳化物、“膨胀”α相和少量铁氧化物组成，稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O均可以促进等离子体电解渗碳层表面碳化物的生成，且稀土CeCl3.7H2O可以有效抑制渗层表面铁氧化物的生成。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后，渗层表面多孔化合物层厚度由20 μm分别减小至15 μm和8 μm，致密层+扩散层的厚度从20 μm分别增加至46 μm和45 μm。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后，渗层的有效硬化层厚度可达70 μm，是不加稀土时的3倍以上，截面硬度呈梯度分布。添加稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O后，渗层表面洛氏压痕附近的径向裂纹出现了明显的偏转。添加稀土LaCl3.7H2O可使摩擦前期摩擦因数显著降低至0.14，磨痕宽度减至534 μm，主要发生氧化磨损、化合物层剥落和磨粒磨损，而添加稀土CeCl3.7H2O可使摩擦因数一直维持在0.21左右，磨痕宽度显著减少至226 μm，主要发生轻微的磨粒磨损。结论 稀土LaCl3.7H2O和CeCl3.7H2O均可以改善渗层表面质量，提高等离子体电解渗碳层的耐磨性，且稀土CeCl3.7H2O的效果更显著。
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| 关 键 词： | 不锈钢 等离子体电解渗碳 稀土 组织结构 耐磨性 |
Effect of Rare Earths on Microstructure and Properties of Plasma Electrolytic Carburized Layer |
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| FANG Yu-lan,LIU Rui-liang,SONG Tian-yu,LIU Ai-dong.Effect of Rare Earths on Microstructure and Properties of Plasma Electrolytic Carburized Layer[J].Surface Technology,2023,52(6):61-69, 79. |
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| Authors: | FANG Yu-lan LIU Rui-liang SONG Tian-yu LIU Ai-dong |
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| Affiliation: | Key Laboratory of Ultra-Light Materials and Surface Technology of Ministry of Education, School of Materials Science and Chemical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | stainless steel plasma electrolytic carburized rare earth microstructure wear resistance |
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