离子扩渗工艺对316L不锈钢表层组织及磁性能的影响

采用离子渗氮(PN)、离子渗碳(PC)及离子氮碳共渗(PNC)工艺对316L不锈钢进行表面硬化处理。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)、显微硬度仪和振动样品磁强计(VSM)等分析手段对处理后的试验钢组织、显微硬度及磁性能进行表征。结果表明,采用PC、PNC、PN这3种工艺处理的试验钢均可获得膨胀奥氏体相,但是间隙原子含量逐渐增大,晶格膨胀程度逐渐加剧,分别为1.7%、4.1％和5.5％。PNC与PN处理的试样可获得更厚的渗层厚度和更高的表面硬度,表面硬度约为基体的4.5倍。此外,PN处理的试样具有铁磁性,PC和PNC处理的试样则呈现出与原始奥氏体不锈钢一致的弱磁性。与PNC工艺相比,PN处理的试样表现出更弱的Cr与N间相互作用及略大的晶格膨胀,铁磁性却显著增强。在316L不锈钢离子扩渗处理中,诱发顺磁到铁磁转变的首要因素为晶格膨胀,晶格膨胀增大了Fe-Fe原子间距,减少了3d轨道的重叠,从而增大了Fe原子磁矩,使铁磁性显著增强,磁相变的临界晶格膨胀处于4.1%~5.5%之间;次要因素为Cr与N之间的相互作用。316L不锈钢的无磁强化最佳工艺为PNC工艺,具体为温度420 ℃、阴极电压600 V、气压200 Pa、气氛N₂∶H₂∶CH₄=20∶77∶3、处理时间6 h。采用此工艺对316L不锈钢进行表面强化,可在其表面获得厚度大、硬度高、磁性弱的强化层。     

304不锈钢低温离子渗氮和氮碳共渗工艺

在430 ℃对AISI304奥氏体不锈钢分别进行离子渗氮(PN)、离子氮碳共渗(PNC)和离子氮碳共渗加离子渗氮(PNC+PN)处理.利用金相显微镜、辉光放电光谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计测试了试样渗层的横断面形貌、渗层成分、相组成和力学性能.结果表明,AISI304奥氏体不锈钢在430 ℃进行硬化处理时,相对于PN处理,经PNC和PNC+PN处理可以获得更高硬度、更厚渗层,但表面耐腐蚀性下降,3种处理得到的渗层中C和N的最大含量分别出现在不同深度.     

奥氏体不锈钢循环离子氮氧共渗工艺研究

对OCr18Ni9奥氏体不锈钢进行氮氧共渗循环离子渗氮试验,并和常规离子渗氮进行对比.利用光学显微镜、显微硬度计、XRD及磨损仪对渗氮层进行分析.结果表明,氮氧共渗循环离子渗氮比常规离子渗氮的渗氮速度快,渗层比常规离子渗氮厚;表面硬度为920 HV0.05(比常规离子渗氮高20 HV0.05),硬度梯度平缓;渗层中的ε相减少,γ'相增多;且渗层中的微量Fe3O4降低了表面摩擦系数,使工件经氮氧共渗循环离子渗氮后获得更高耐磨性.     

离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理对45钢组织与性能的影响

为进一步提高渗层厚度及渗层性能,对45钢进行离子氮碳共渗与离子渗氮复合处理。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和光学显微镜对渗层厚度、物相组成、截面与表面硬度、渗层脆性进行了分析。结果表明,复合处理可使45钢获得比单一离子渗氮或离子氮碳共渗更快的渗速、更优的性能。相同的处理时间下,复合处理渗层厚度比单一离子渗氮或离子氮碳共渗大幅度增加,有效硬化层比单一离子渗氮增加约35μm,提高约1倍,同时渗层脆性显著降低。物相分析表明复合处理后化合物层中ε相和γ'相的相对含量发生了变化,即ε相增多,而γ′相减少。     

离子氮铝共渗方法及对42CrMo钢组织性能的影响

目的 研发离子氮铝共渗试验方法,达到不影响42CrMo钢基体组织性能前提下,显著提高试样表面硬度和耐磨性效果。方法 采用电解法在42CrMo钢表面沉积氢氧化铝膜,再在520 ℃/4 h工艺下进行离子氮铝共渗处理,并在相同工艺参数条件与传统离子渗氮进行对比。用光学显微镜、维氏显微硬度计、摩擦磨损测试机、X射线衍射仪及SEM对截面显微组织、截面硬度、耐磨性及物相等进行了测试和分析。结果 获得了离子氮铝共渗试验方法,在520 ℃/4 h相同工艺参数下,离子氮铝共渗形成的化合物层和有效硬化层厚度比常规离子渗氮显著增加,其中,化合物层厚度由17.24 μm增加到52.13 μm,有效扩散层从175 μm增加到1 050 μm,相当于等离子处理效率提升6倍;同时,渗层形成了AlN及FexAl强化相,大幅度提高了渗层的硬度及耐磨性能。表面硬度由750HV0.025提高到1 250HV0.025,摩擦因数由常规离子渗氮0.52下降到0.29,磨损率由常规离子渗氮3.22×10^?5 g/(m.N)下降到1.21×10^?5 g/(m.N),磨痕明显减轻。结论 采用电解硝酸铝生成氢氧化铝沉淀附着在工件表面作为预处理,获得了离子氮铝共渗试验方法,与常规离子渗氮相比,离子氮铝共渗形成了多层次渗层结构,大幅度提高常规离子处理效率、表面硬度及耐磨性。     

模具钢离子O—S—N共渗研究

采用ＳＯ２＋Ｎ２＋Ｈ２为渗剂，对Ｈ１３、ＬＤ１、Ｃｒ１２ＭｏＶ、３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ模具钢进行离子Ｏ－Ｓ－Ｎ共渗工艺试验，获得了四种材料的最佳工艺参数。并与离子渗氮及常规淬、回火处理的进行了耐磨性、抗胶合性对比试验，最后在模具产品上进行了考核验证。     

离子氮碳共渗中碳的作用及机理初探

考察了离子氮碳共渗中,气氛及基体中的碳量对渗层性能的影响。发现基体中碳阻碍氮的渗入,而气氛中微量碳促进氮的渗入。     

低温低压等离子弧辅助离子渗316L不锈钢的耐磨耐蚀性能

目的提高316L不锈钢的硬度、耐磨性。方法在400℃、2 Pa下,利用空心阴极直流弧辅助,进行了316L奥氏体不锈钢离子渗氮(PN)、离子氮碳共渗(PNC)及离子氮碳共渗加离子渗氮复合(PNC+PN)处理。针对处理后的样品,用莱卡显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏硬度仪、3D形貌仪、球盘式摩擦磨损仪及电化学工作站等对组织、形貌、物相、机械性能及耐蚀性能进行表征。采用显微硬度计、微纳米综合力学系统测试分析处理后样品的力学性能。结果在空心阴极直流弧辅助下,三种工艺可获得超过3 mm/h的渗层生长速度。同316L不锈钢基体相比,PNC+PN复合处理样品的表面硬度提高3倍以上,在3.5%Na Cl中性电解质中的耐蚀电流密度降低约50%。结论 PNC处理和PNC+PN复合处理可获得更大的渗层厚度和更高的表面硬度,渗层中C、N含量越高,渗层组成相的晶格参数越大,渗层中产生的滑移带密度越大。低温低压等离子弧辅助离子渗不仅能有效提高316L不锈钢的表面硬度,还能提高不锈钢的耐蚀能力。     

316L不锈钢在高含氯离子乙二醇中的腐蚀行为

采用失重法实验研究了温度、Cl-浓度对316L不锈钢腐蚀动力学行为的影响;实验判别了316L的晶间腐蚀倾向.结果表明:在C1-质量浓度为36 516 mg/L,Fe3+质量浓度为776 mg/L的情况下,316L的腐蚀速率随温度的升高而增大,温度超出60℃时腐蚀速率迅速增大,120℃时腐蚀速率达到最大值0.0781 m...     

激光表面处理对316L奥氏体不锈钢耐腐蚀性能的影响

目的 研究退火态和变形态不锈钢基体在激光加工时组织结构和耐腐蚀性能的差异,掌握激光功率对材料表面耐腐蚀性能的影响规律.方法 利用Nd:YAG激光处理,对不同热处理状态的316L奥氏体不锈钢进行了一系列激光表面熔凝处理.运用电子通道衬度成像(ECC)对激光表面处理前后的组织结构进行了详细地表征和分析,采用Gamry600...     

316L不锈钢柠檬酸钝化工艺及其耐点蚀性能研究

采用正交试验方法研究了316L不锈钢柠檬酸钝化工艺,利用电化学测试方法测量了不锈钢焊接接头各部位在钝化前后点蚀电位的变化,并以此评价钝化工艺对不锈钢耐点蚀性能的影响.研究结果表明,由正交试验优选出的最优配方和工艺为:柠檬酸、双氧水、乙醇的质量分数分别为3%、10%、5%,温度25℃,钝化时间90 min.此工艺配方可大大提高316L不锈钢整体的耐点蚀性能.     

硅烷涂层对316L不锈钢耐腐蚀性能的影响

目的提高316L不锈钢的耐腐蚀性能。方法在316L不锈钢样品表面涂覆主要成分为1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)的硅烷涂层。通过电化学分析测试,评价涂覆硅烷涂层的316L不锈钢的耐蚀性,并通过扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对其表面形貌进行分析。结果在相同的腐蚀环境下,与未涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品相比,涂覆硅烷涂层样品的表面更加光滑,点蚀现象明显好转。电化学测试结果显示,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的腐蚀电位为?565.02m V,未涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电位为?796.01 mV,前者明显高于后者,其腐蚀倾向明显减小。另外,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的腐蚀电流为2.5177μA,未涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电流为5.4291μA,涂覆硅烷涂层样品的腐蚀电流明显更小,表现出了更好的耐腐蚀性能。通过观察扫描电化学显微镜图像可以得出,未涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的电流范围为?3.144×10?9～?1.957×10?9 A,涂覆硅烷涂层的316L不锈钢样品的电流范围为?3.004×10?9～?1.975×10?9A,涂覆硅烷涂层样品的电流范围更窄,腐蚀程度明显减轻。结论在316L不锈钢表面涂覆硅烷涂层可以在一定程度上减缓样品的腐蚀程度,硅烷涂层起到了物理屏障的作用,显着提高了316L不锈钢的耐腐蚀性。     

渗铜法制备抗菌不锈钢的抗菌性和耐蚀性

利用75%Cu 7%Na3AlF3 18%Al2O3膏剂,在900℃对18-8型奥氏体不锈钢进行8h渗铜后缓冷制备渗铜抗菌不锈钢。采用电子探针和X射线衍射仪分析其渗层组织;涂抹印迹法测定其抗菌性能;采用浸泡法和盐雾试验检验其耐蚀性能。结果表明渗铜不锈钢24 h后对大肠杆菌的杀灭率可达99.99%,抗蚀性较原始试样有略微下降,但下降程度很小,仍具有较好的耐蚀性。     

添加不同稀土元素对固体包埋法在 304 不锈钢表面制备 Ti / Cr-RE 双层涂层电化学性能的影响

目的选择合适的稀土制备Ti/Cr-RE双层涂层,提高不锈钢的耐腐蚀性能。方法采用两步粉末包埋法,先在304不锈钢表面渗Ti,再制备稀土改性Cr涂层,获得Ti/Cr-RE双层涂层。通过添加不同的稀土氧化物Y2O3和Ce O2,获得两种双层涂层,对比分析涂层的表面形貌、断面形貌及物相组成,利用电化学测试方法测定304不锈钢基体及两种Ti/Cr-RE双层涂层在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的电化学腐蚀性能。结果添加不同稀土元素钇、铈,都能在渗Ti不锈钢表面形成一层致密、连续的稀土改性渗铬层。在两种稀土元素改性的Cr涂层中,稀土元素分别与Cr,Fe,Ni,Ti形成了金属间化合物。304不锈钢基体的自腐蚀电位为-0.324 V,腐蚀电流密度为0.1363μA/cm2;钇改性铬涂层的自腐蚀电位为-0.341 V,腐蚀电流密度为0.2058μA/cm2;铈改性铬涂层则具有更高的自腐蚀电位(-0.263 V)及更低的腐蚀电流密度(0.030 86μA/cm2)。结论钇改性铬涂层不能提高304不锈钢基体的耐腐蚀性能,铈改性铬涂层可以明显提高基体的耐腐蚀性能。     

445铁素体不锈钢内胆水箱的加工性能和耐蚀性

将445铁素体不锈钢的主要化学成分、力学性能、成型性能和焊接性能等基本性能与304奥氏体不锈钢进行对比,结果表明,445不锈钢具有较好的机加工性能。采用盐雾试验及10%的NaCl溶液加速腐蚀试验等方法,对比445水箱、304水箱及两者混合搭配的内胆水箱的太阳能热水器的耐腐蚀性能。结果表明,445不锈钢耐腐蚀性稍逊于304不锈钢,在80～120℃时,445与304不锈钢均发生蒸汽腐蚀、水线腐蚀,且445不锈钢出现较为严重的点蚀现象。     

316L奥氏体不锈钢的腐蚀行为

综述了316L奥氏体不锈钢应用过程中的腐蚀行为,包括晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、缝隙腐蚀、环烷酸腐蚀、大气腐蚀和海水腐蚀。同时介绍了合金元素Mo、N和Al,以及电解质类型、温度、浓度等因素对其腐蚀行为的影响。最后讨论了应用中存在的问题,并对未来的发展做了一些展望。     

13Cr不锈钢腐蚀性能的研究现状与进展

针对13Cr不锈钢油套管材料在油田各种环境下所面临的腐蚀问题,介绍了其腐蚀性能研究现状,分析了在高温高压环境及酸化环境下的腐蚀行为,简要说明了13Cr不锈钢几种常见的局部腐蚀类型,并提出了今后13Cr不锈钢及其腐蚀行为研究的重要方面,以期为油田油套管选材提供重要参考。